WO2024080089A1 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device.
- Patent Document 1 semiconductor devices in which semiconductor elements such as diodes or transistors are covered with a resin package are known (for example, Patent Document 1).
- the semiconductor device described in Patent Document 1 includes first to third lead frames, a power semiconductor chip, a first inner lead, a second inner lead, and a molded resin.
- the power semiconductor chip includes a first power semiconductor chip bonded to the first lead frame, and a second power semiconductor chip bonded to the second lead frame.
- the first and second power semiconductor chips each function as a switching element.
- the first inner lead connects the first power semiconductor chip to the second lead frame.
- the second inner lead connects the second power semiconductor chip to the third lead frame.
- the two inner leads are each arranged separately.
- An object of the present disclosure is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device that are improved over conventional methods.
- an object of the present disclosure is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device that improves production efficiency.
- the semiconductor device provided by the first aspect of the present disclosure includes a semiconductor circuit section, a first conductive member that is conductive to the semiconductor circuit section, a second conductive member that is conductive to the semiconductor circuit section, an insulating member that contacts the first conductive member and the second conductive member, and a sealing resin that covers the semiconductor circuit section, the first conductive member, the second conductive member, and a portion of the insulating member.
- the first conductive member and the second conductive member are fixed by the insulating member.
- the method for manufacturing a semiconductor device includes the steps of preparing a lead frame including a first conductive member and a second conductive member, fixing the first conductive member and the second conductive member with an insulating member in the lead frame state, joining the first conductive member and the second conductive member to a semiconductor circuit section while the first conductive member and the second conductive member are fixed with the insulating member, and forming a sealing resin that covers the first conductive member, the second conductive member, and the semiconductor circuit section.
- FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a plan view of FIG. 2 in which the sealing resin is shown by imaginary lines.
- FIG. 4 is a partially enlarged view of a part of FIG.
- FIG. 5 is a bottom view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a front view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a right side view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 8 is a partially enlarged view of a part of FIG. 7, in which the sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. FIG.
- FIG. 10 is a partially enlarged view of a part of FIG.
- FIG. 11 is a partially enlarged view of a part of FIG.
- FIG. 12 is a partially enlarged view of a part of FIG.
- FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
- FIG. 14 is a partially enlarged view of a part of FIG.
- FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG.
- FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG.
- FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 18 is a plan view showing a process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 18 is a plan view showing a process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 19 is a plan view showing a process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 20 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 21 is a plan view showing a semiconductor device according to a first modification of the first embodiment, in which a sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a semiconductor device according to a first modification of the first embodiment.
- FIG. 23 is a plan view showing a semiconductor device according to a second modification of the first embodiment, in which a sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a semiconductor device according to a second modification of the first embodiment.
- FIG. 20 is a cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
- FIG. 21 is a plan view showing a semiconductor device according to a first modification of
- FIG. 25 is a plan view showing a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment, in which a sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment.
- FIG. 27 is a plan view showing the semiconductor device according to the second embodiment, in which the sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 28 is a partially enlarged view of a part of FIG.
- FIG. 29 is a cross-sectional view taken along line XXIX-XXIX in FIG.
- FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a semiconductor device according to the second embodiment.
- FIG. 31 is a plan view showing a semiconductor device according to a first modification of the second embodiment, in which a sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 32 is a plan view showing a semiconductor device according to a second modification of the second embodiment, in which a sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 33 is a plan view showing a semiconductor device according to a third modification of the second embodiment, in which a sealing resin is indicated by imaginary lines.
- FIG. 34 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a modified example, and corresponds to the cross section of FIG.
- FIG. 35 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a modified example, and corresponds to the cross section of FIG. FIG.
- FIG. 36 is an enlarged plan view of a main part of a semiconductor device according to a modified example.
- FIG. 37 is a cross-sectional view showing the semiconductor device of FIG. 36, and corresponds to the cross section of FIG.
- FIG. 38 is an enlarged plan view of a main part of a semiconductor device according to a modified example.
- FIG. 39 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a modified example, and corresponds to the cross section of FIG.
- FIG. 40 is an enlarged plan view of a main part of a semiconductor device according to a modified example.
- FIG. 41 is a front view showing the semiconductor device of FIG. 40, in which the sealing resin is indicated by imaginary lines.
- an object A is formed on an object B
- an object A is formed on (an object B)
- an object A is formed directly on an object B
- an object A is formed on an object B with another object interposed between the object A and the object B” unless otherwise specified.
- an object A is disposed on an object B” and “an object A is disposed on (an object B)” include “an object A is disposed directly on an object B” and “an object A is disposed on (an object B) with another object interposed between the object A and the object B” unless otherwise specified.
- an object A is located on (an object B) includes “an object A is in contact with an object B and is located on (an object B)” and “an object A is located on (an object B) with another object interposed between the object A and the object B".
- an object A overlaps an object B includes “an object A overlaps the entire object B” and “an object A overlaps a part of an object B” unless otherwise specified.
- an object A (its material) contains a certain material C includes “an object A (its material) is made of a certain material C” and "an object A (its material) is mainly composed of a certain material C.”
- FIGS. 1 to 17 show a semiconductor device A10 according to a first embodiment.
- the semiconductor device A10 includes a first mounting portion 10A, a second mounting portion 10B, a plurality of terminal leads 13, a semiconductor circuit portion 20, two conductive members 31, 32, a plurality of conductive members 41A, 41B, 42A, 42B, a sealing resin 50, and an insulating member 60.
- the plurality of terminal leads 13 include a first terminal lead 14, a second terminal lead 15, a third terminal lead 16, a fourth terminal lead 171, a sixth terminal lead 172, a fifth terminal lead 181, and a seventh terminal lead 182.
- the semiconductor circuit portion 20 includes a first chip 21 and a second chip 22.
- the thickness direction of the semiconductor device A10 is referred to as the "thickness direction z".
- one side of the thickness direction z may be referred to as the upper side, and the other side as the lower side.
- the terms “upper”, “lower”, “upper”, “lower”, “top surface” and “bottom surface” indicate the relative positional relationship of each component in the thickness direction z, and do not necessarily define the relationship with the direction of gravity.
- “planar view” refers to the view in the thickness direction z.
- the direction perpendicular to the thickness direction z is referred to as the "first direction x”.
- the direction perpendicular to the thickness direction z and the first direction x is referred to as the "second direction y”.
- the semiconductor device A10 converts the DC power supply voltage applied to the first terminal lead 14 and the second terminal lead 15 of the multiple terminal leads 13 into an AC voltage using the semiconductor circuit section 20 (first chip 21 and second chip 22).
- the converted AC voltage is input to a power supply target such as a motor from the third terminal lead 16 of the multiple terminal leads 13.
- the semiconductor device A10 is used in a power conversion circuit such as an inverter.
- the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B are positioned apart from each other in the first direction x.
- the first mounting portion 10A, together with the second mounting portion 10B and the multiple terminal leads 13, are composed of the same lead frame.
- the lead frame is copper (Cu) or a copper alloy. Therefore, the composition of each of the first mounting portion 10A, the second mounting portion 10B and the multiple terminal leads 13 includes copper.
- Each of the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B is, for example, approximately rectangular in a plan view.
- the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B each have a main surface 101 and a back surface 102. Unless otherwise specified, the main surface 101 and the back surface 102 described below are common to the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B.
- the main surface 101 faces one side (upward) in the thickness direction z.
- the main surface 101 is covered with sealing resin 50.
- the first chip 21 is mounted on the main surface 101 of the first mounting portion 10A.
- the back surface 102 of the first mounting portion 10A faces the side opposite to the side where the first chip 21 is located in the thickness direction z.
- the second chip 22 is mounted on the main surface 101 of the second mounting portion 10B.
- the back surface 102 of the second mounting portion 10B faces the side opposite to the side where the second chip 22 is located in the thickness direction z.
- the back surface 102 is exposed from the sealing resin 50.
- the back surface 102 is plated with, for example, tin (Sn).
- the sealing resin 50 covers the semiconductor circuit section 20 (the first chip 21 and the second chip 22), the two conductive members 31, 32, and at least a portion of each of the first mounting section 10A and the second mounting section 10B. Furthermore, the sealing resin 50 covers a portion of each of the multiple terminal leads 13 and the multiple conductive members 41A, 41B, 42A, and 42B.
- the sealing resin 50 has electrical insulation properties.
- the sealing resin 50 includes, for example, a black epoxy resin. As shown in Fig. 2, the dimension L1 of the sealing resin 50 in the first direction x is longer than the dimension L2 of the sealing resin 50 in the second direction y.
- the sealing resin 50 has a resin main surface 51, a resin back surface 52, a pair of first side surfaces 53, a second side surface 54, a third side surface 55, multiple recesses 56, a groove portion 57, and multiple recesses 581, 582.
- the resin main surface 51 faces the same side as the main surfaces 101 of the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B in the thickness direction z.
- the resin back surface 52 faces the opposite side to the resin main surface 51 in the thickness direction z.
- the back surfaces 102 of the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B are exposed from the resin back surface 52.
- the pair of first side surfaces 53 are positioned apart from each other in the first direction x.
- the pair of first side surfaces 53 face the first direction x and extend in the second direction y.
- the pair of first side surfaces 53 are connected to the resin main surface 51 and the resin back surface 52.
- the second side 54 and the third side 55 are located apart from each other in the second direction y.
- the second side 54 and the third side 55 face opposite each other in the second direction y and extend in the first direction x.
- the second side 54 and the third side 55 are connected to the resin main surface 51 and the resin back surface 52.
- a plurality of terminal leads 13 are exposed from the third side 55.
- the multiple recesses 56 recess from the third side surface 55 in the second direction y and extend from the resin main surface 51 to the resin back surface 52 in the thickness direction z.
- the multiple recesses 56 are individually located between the seventh terminal lead 182 and the third terminal lead 16, between the third terminal lead 16 and the first terminal lead 14, between the first terminal lead 14 and the second terminal lead 15, and between the second terminal lead 15 and the fifth terminal lead 181.
- the groove portion 57 is recessed from the resin back surface 52 in the thickness direction z and extends along the second direction y. Both sides of the groove portion 57 in the second direction y are connected to the second side surface 54 and the third side surface 55. When viewed in the thickness direction z, the groove portion 57 separates the back surface 102 of the first mounting portion 10A from the back surface 102 of the second mounting portion 10B.
- each of the multiple recesses 581, 582 is recessed from the resin main surface 51 in the thickness direction z.
- the planar shape of each of the multiple recesses 581, 582 is not particularly limited, but is circular in the illustrated example.
- Each of the multiple recesses 581 overlaps the first mounting portion 10A in a planar view.
- the multiple recesses 581 are individually located near the four corners of the first mounting portion 10A in a planar view.
- Each of the multiple recesses 582 overlaps the second mounting portion 10B in a planar view.
- the multiple recesses 582 are individually located near the four corners of the second mounting portion 10B in a planar view.
- the multiple recesses 581 are formed by pins for fixing the first mounting portion 10A during the manufacture of the semiconductor device A10.
- the pins are pressed against the first mounting portion 10A at a stage before the sealing resin 50 is formed, and fix the first mounting portion 10A. In this state, the formation of the sealing resin 50 begins. Then, the pin is pulled out before the formation of the sealing resin 50 is completed. As a result, the sealing resin 50 is formed in at least a part of the area where the pin was located, so that the main surface 101 of the first mounting portion 10A is covered with the sealing resin 50.
- the multiple recesses 581 are marks formed by the molding process of the sealing resin 50.
- the multiple recesses 582 are also formed by pins for fixing the second mounting portion 10B during the manufacture of the semiconductor device A10. The multiple recesses 582 are marks formed by the molding process of the sealing resin 50.
- the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B have a first end face 111, a second end face 112, a third end face 113, and a fourth end face 114.
- the first end face 111, the second end face 112, the third end face 113, and the fourth end face 114 are covered with the sealing resin 50.
- the first end face 111 faces in the first direction x and extends in the second direction y.
- the first end face 111 is located closest to a pair of first side faces 53 of the sealing resin 50.
- the second end face 112 faces in the second direction y and extends in the first direction x.
- the second end face 112 is located closest to the second side face 54 of the sealing resin 50.
- the third end face 113 faces the opposite side to the second end face 112 in the second direction y, and extends in the first direction x.
- the third end surface 113 is located closest to the third side surface 55 of the sealing resin 50.
- the fourth end surface 114 faces the opposite side to the first end surface 111 in the first direction x and extends in the second direction y.
- a groove portion 57 is located between the fourth end surface 114 of the first mounting portion 10A and the fourth end surface 114 of the second mounting portion 10B.
- the distance P2 between the third end face 113 and the third side face 55 is longer than the distance P1 between the second end face 112 and the second side face 54.
- the second mounting portion 10B has a first seating surface 103 and a first upright surface 104.
- the first seating surface 103 faces the same side as the main surface 101 in the thickness direction z, and is located between the main surface 101 and the back surface 102 in the thickness direction z.
- the first seating surface 103 is connected to the fourth end surface 114.
- the first upright surface 104 faces a direction perpendicular to the thickness direction z, and is connected to the first seating surface 103 and the main surface 101.
- the first seating surface 103 and the first upright surface 104 form a step on the second mounting portion 10B.
- Each of the first chip 21 and the second chip 22 is, for example, a transistor.
- the transistor is, for example, any one of a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), a bipolar transistor, and an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
- the first chip 21 and the second chip 22 are each an RC-IGBT with a built-in reverse conducting diode, as shown in FIG. 17. Note that the first chip 21 and the second chip 22 may be an IGBT without a built-in reverse conducting diode.
- Each of the first chip 21 and the second chip 22 includes a compound semiconductor substrate.
- the composition of the compound semiconductor substrate includes silicon (Si) or silicon carbide (SiC).
- the first chip 21 is mounted on the first mounting portion 10A as shown in Figures 3, 4, 9 and 10.
- the center of gravity of the first chip 21 overlaps with the center of the first mounting portion 10A.
- the center of the first mounting portion 10A is the center when the first mounting portion 10A is divided into Nx (Nx is a positive odd number) in the first direction x, and is the region that corresponds to the center when the first mounting portion 10A is divided into Ny (Ny is a positive odd number) in the second direction y.
- Nx and Ny are not limited in any way, but are, for example, 3 or 5.
- the first chip 21 has a first main surface 21a and a first back surface 21b.
- the first main surface 21a and the first back surface 21b are spaced apart from each other in the thickness direction z.
- the first main surface 21a faces in the same direction as the main surface 101 of the first mounting portion 10A.
- the first back surface 21b faces the opposite side to the first main surface 21a in the thickness direction z and faces the main surface 101 of the first mounting portion 10A.
- the first chip 21 has a first main surface electrode 211, multiple main surface electrodes 212, 214, and a first back surface electrode 213.
- the first principal surface electrode 211 is disposed on the first principal surface 21a. A current corresponding to the power converted by the first chip 21 flows through the first principal surface electrode 211.
- the first principal surface electrode 211 is, for example, an emitter electrode, and in an example where the first chip 21 is a MOSFET, the first principal surface electrode 211 is, for example, a source electrode.
- the first principal surface electrode 211 includes a plurality of metal plating layers.
- the first principal surface electrode 211 includes a nickel (Ni) plating layer and a gold (Au) plating layer laminated on the nickel plating layer.
- the first principal surface electrode 211 may include a nickel plating layer, a palladium (Pd) plating layer laminated on the nickel plating layer, and a gold plating layer laminated on the palladium plating layer.
- the principal surface electrode 212 is disposed on the first principal surface 21a.
- a first drive signal (gate voltage) for driving the first chip 21 is applied to the principal surface electrode 212.
- the principal surface electrode 212 is, for example, a gate electrode in either the case where the first chip 21 is an IGBT or a MOSFET. In a plan view, the area of the principal surface electrode 212 is smaller than the area of the first principal surface electrode 211.
- the pair of principal surface electrodes 214 are arranged on the first principal surface 21a. Each of the pair of principal surface electrodes 214 has the same potential as the first principal surface electrode 211. In an example where the first chip 21 is an IGBT, each of the pair of principal surface electrodes 214 is, for example, an emitter sense electrode, and in an example where the first chip 21 is a MOSFET, each of the pair of principal surface electrodes 214 is, for example, a source sense electrode. In a plan view, the pair of principal surface electrodes 214 are arranged on both sides of the principal surface electrode 212 in the second direction y. Note that the first chip 21 may have only one of the pair of principal surface electrodes 214, or may have neither of the pair of principal surface electrodes 214.
- the first back surface electrode 213 is disposed on the first back surface 21b.
- the first back surface electrode 213 is provided facing the main surface 101 of the first mounting portion 10A.
- a current corresponding to the power before being converted by the first chip 21 flows through the first back surface electrode 213.
- the first back surface electrode 213 is, for example, a collector electrode, and in an example where the first chip 21 is a MOSFET, the first back surface electrode 213 is, for example, a drain electrode.
- the second chip 22 is mounted on the main surface 101 of the second mounting portion 10B as shown in Figures 3, 4, 9 and 11.
- the center of gravity of the second chip 22 overlaps with the center of the second mounting portion 10B.
- the center of the second mounting portion 10B is the center when the second mounting portion 10B is divided into Lx (Lx is a positive odd number) in the first direction x, and is the region that corresponds to the center when the second mounting portion 10B is divided into Ly (Ly is a positive odd number) in the second direction y.
- Lx and Ly are not limited in any way, but are, for example, 3 or 5.
- the second chip 22 has a second main surface 22a and a second back surface 22b.
- the second main surface 22a and the second back surface 22b are spaced apart from each other in the thickness direction z.
- the second main surface 22a faces in the same direction as the main surface 101 of the second mounting portion 10B.
- the second back surface 22b faces the opposite side to the second main surface 22a in the thickness direction z and faces the main surface 101 of the second mounting portion 10B.
- the second chip 22 has a second principal surface electrode 221, a plurality of principal surface electrodes 222, 224, and a second back surface electrode 223.
- the second principal surface electrode 221 is disposed on the second principal surface 22a. A current corresponding to the power converted by the second chip 22 flows through the second principal surface electrode 221.
- the second principal surface electrode 221 is, for example, an emitter electrode, and in an example where the second chip 22 is a MOSFET, the second principal surface electrode 221 is, for example, a source electrode.
- the second principal surface electrode 221 includes multiple metal plating layers, similar to the first principal surface electrode 211.
- the second principal surface electrode 221 includes a nickel (Ni) plating layer and a gold (Au) plating layer laminated on the nickel plating layer.
- the second principal surface electrode 221 may include a nickel plating layer, a palladium (Pd) plating layer laminated on the nickel plating layer, and a gold plating layer laminated on the palladium plating layer.
- the principal surface electrode 222 is disposed on the second principal surface 22a.
- a second drive signal (gate voltage) for driving the second chip 22 is applied to the principal surface electrode 222.
- the principal surface electrode 222 is, for example, a gate electrode.
- the area of the principal surface electrode 222 is smaller than the area of the second principal surface electrode 221.
- the pair of principal surface electrodes 224 are arranged on the second principal surface 22a. Each of the pair of principal surface electrodes 224 has the same potential as the second principal surface electrode 221. In an example where the second chip 22 is an IGBT, each of the pair of principal surface electrodes 224 is, for example, an emitter sense electrode, and in an example where the second chip 22 is a MOSFET, each of the pair of principal surface electrodes 224 is, for example, a source sense electrode. In a plan view, the pair of principal surface electrodes 224 are arranged on both sides of the principal surface electrode 222 in the second direction y. Note that the second chip 22 may have only one of the pair of principal surface electrodes 224, or may have neither of the pair of principal surface electrodes 224.
- the second back surface electrode 223 is disposed on the second back surface 22b.
- the second back surface electrode 223 is provided facing the main surface 101 of the second mounting portion 10B.
- a current corresponding to the power before being converted by the second chip 22 flows through the second back surface electrode 223.
- the second back surface electrode 223 is, for example, a collector electrode, and in an example where the second chip 22 is a MOSFET, the second back surface electrode 223 is, for example, a drain electrode.
- the semiconductor device A10 further includes two die bonding layers 231, 232.
- Each of the two die bonding layers 231, 232 is conductive.
- Each of the die bonding layers 231, 232 is, for example, solder.
- each of the die bonding layers 231, 232 may be a sintered metal.
- the die bonding layer 231 is interposed between the main surface 101 of the first mounting portion 10A and the first back electrode 213 of the first chip 21.
- the die bonding layer 231 joins the main surface 101 of the first mounting portion 10A and the first back electrode 213 of the first chip 21. This allows the first back electrode 213 of the first chip 21 to be conductive to the first mounting portion 10A.
- the die bonding layer 232 is interposed between the main surface 101 of the second mounting portion 10B and the second back electrode 223 of the second chip 22.
- the die bonding layer 232 joins the main surface 101 of the second mounting portion 10B and the second back electrode 223 of the second chip 22. This allows the second back electrode 223 of the second chip 22 to be conductive to the second mounting portion 10B.
- the multiple terminal leads 13 are located on the side opposite to the side where the second end face 112 faces the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B in the second direction y. At least one of the multiple terminal leads 13 is electrically connected to either the first chip 21 or the second chip 22.
- the multiple terminal leads 13 are arranged along the first direction x.
- the multiple terminal leads 13 include a first terminal lead 14, a second terminal lead 15, a third terminal lead 16, a fourth terminal lead 171, a fifth terminal lead 181, a sixth terminal lead 172, and a seventh terminal lead 182.
- the first terminal lead 14 is located away from the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B in the second direction y, and is located between the second terminal lead 15 and the third terminal lead 16 in the first direction x.
- the first terminal lead 14 extends along the second direction y.
- the first terminal lead 14 is electrically connected to the second main surface electrode 221 of the second chip 22.
- the first terminal lead 14 includes a covering portion 14A and an exposed portion 14B.
- the covering portion 14A is covered with the sealing resin 50.
- the exposed portion 14B is connected to the covering portion 14A and is exposed from the third side surface 55 of the sealing resin 50.
- the exposed portion 14B extends away from the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B in the second direction y.
- the surface of the exposed portion 14B is, for example, tin-plated.
- the covering portion 14A of the first terminal lead 14 has a second seating surface 14C and a second upright surface 14D.
- the second seating surface 14C faces the same side in the thickness direction z as the main surfaces 101 of the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B, and is located lower in the thickness direction z than the upper surface of the covering portion 14A (the surface facing upward in the thickness direction z).
- the second upright surface 14D faces in a direction perpendicular to the thickness direction z, and is connected to the second seating surface 14C and the upper surface of the covering portion 14A.
- the second seating surface 14C and the second upright surface 14D form a step in the covering portion 14A of the first terminal lead 14.
- the second terminal lead 15 includes a portion extending along the second direction y and is connected to the first mounting portion 10A. Therefore, the second terminal lead 15 is electrically connected to the first back electrode 213 of the first chip 21 via the first mounting portion 10A.
- the second terminal lead 15 is a P terminal (positive electrode) to which the DC power supply voltage to be converted is applied.
- the second terminal lead 15 includes a covering portion 15A and an exposed portion 15B. As shown in FIG. 4, the covering portion 15A is connected to the third end surface 113 of the first mounting portion 10A and is covered with the sealing resin 50. When viewed in the first direction x, the covering portion 15A is bent. As shown in FIGS.
- the exposed portion 15B is connected to the covering portion 15A and is exposed from the third side surface 55 of the sealing resin 50.
- the exposed portion 15B extends away from the first mounting portion 10A in the second direction y.
- the surface of exposed portion 15B is, for example, tin-plated.
- the third terminal lead 16 includes a portion extending along the second direction y and is connected to the second mounting portion 10B. Therefore, the third terminal lead 16 is electrically connected to the second back electrode 223 of the second chip 22 via the second mounting portion 10B.
- the AC power converted by the first chip 21 and the second chip 22 is output from the third terminal lead 16.
- the third terminal lead 16 includes a covering portion 16A and an exposed portion 16B. As shown in FIG. 4, the covering portion 16A is connected to the third end surface 113 of the second mounting portion 10B and is covered with the sealing resin 50. When viewed in the first direction x, the covering portion 16A is bent in the same manner as the covering portion 15A of the second terminal lead 15. As shown in FIGS.
- the exposed portion 16B is connected to the covering portion 16A and is exposed from the third side surface 55 of the sealing resin 50.
- the exposed portion 16B extends away from the second mounting portion 10B in the second direction y.
- the surface of the exposed portion 16B is plated with, for example, tin.
- the fourth terminal lead 171 is located away from the first mounting portion 10A in the second direction y and is located on one side in the first direction x.
- the sixth terminal lead 172 is located away from the second mounting portion 10B in the second direction y and is located on the other side in the first direction x.
- the fourth terminal lead 171 is electrically connected to the principal surface electrode 212 (gate electrode) of the first chip 21.
- a drive signal (gate voltage) for driving the first chip 21 is applied to the fourth terminal lead 171.
- the sixth terminal lead 172 is electrically connected to the principal surface electrode 222 (gate electrode) of the second chip 22.
- a drive signal (gate voltage) for driving the second chip 22 is applied to the sixth terminal lead 172.
- the fourth terminal lead 171 includes a covering portion 171A and an exposed portion 171B.
- the covering portion 171A is covered with the sealing resin 50.
- the exposed portion 171B is connected to the covering portion 171A and is exposed from the third side surface 55 of the sealing resin 50.
- the exposed portion 171B extends in the second direction y away from the first mounting portion 10A.
- the surface of the exposed portion 171B is, for example, tin-plated.
- the sixth terminal lead 172 includes a covering portion 172A and an exposed portion 172B.
- the covering portion 172A is covered with the sealing resin 50.
- the exposed portion 172B is connected to the covering portion 172A and is exposed from the sealing resin 50.
- the exposed portion 172B extends in the second direction y away from the second mounting portion 10B.
- the surface of the exposed portion 172B is, for example, tin-plated.
- the fifth terminal lead 181 is located away from the first mounting portion 10A in the second direction y, and is located between the second terminal lead 15 and the fourth terminal lead 171 in the first direction x.
- the seventh terminal lead 182 is located away from the second mounting portion 10B in the second direction y, and is located between the third terminal lead 16 and the sixth terminal lead 172 in the first direction x.
- the fifth terminal lead 181 is electrically connected to the principal surface electrode 214 (emitter sense electrode) of the first chip 21.
- a voltage corresponding to the current flowing through the principal surface electrode 214 (first principal surface electrode 211) of the first chip 21 is applied to the fifth terminal lead 181.
- the seventh terminal lead 182 is electrically connected to the second principal surface electrode 221 (emitter sense electrode) of the second chip 22.
- a voltage corresponding to the current flowing through the principal surface electrode 224 (second principal surface electrode 221) of the second chip 22 is applied to the seventh terminal lead 182.
- the fifth terminal lead 181 includes a covering portion 181A and an exposed portion 181B.
- the covering portion 181A is covered with the sealing resin 50.
- the exposed portion 181B is connected to the covering portion 181A and is exposed from the third side surface 55 of the sealing resin 50.
- the exposed portion 181B extends in the second direction y away from the first mounting portion 10A.
- the surface of the exposed portion 181B is, for example, tin-plated.
- the seventh terminal lead 182 includes a covering portion 182A and an exposed portion 182B.
- the covering portion 182A is covered with the sealing resin 50.
- the exposed portion 182B is connected to the covering portion 182A and is exposed from the third side surface 55 of the sealing resin 50.
- the exposed portion 182B extends in the second direction y away from the second mounting portion 10B.
- the surface of the exposed portion 182B is, for example, tin-plated.
- the heights h of the exposed portions 14B of the first terminal lead 14, 15B of the second terminal lead 15, and 16B of the third terminal lead 16 are all the same (or approximately the same). Furthermore, the thicknesses of these are all the same (or approximately the same). Therefore, when viewed in the first direction x, at least a portion of the first terminal lead 14 (exposed portion 14B) overlaps with each of the second terminal lead 15 and the third terminal lead 16 (see FIG. 7).
- the conductive member 31 is electrically connected to the semiconductor circuit section 20 (first chip 21).
- the conductive member 31 is an example of a "first conductive member" as described in the claims. As shown in FIG. 3, the conductive member 31 is joined to the first main surface electrode 211 of the first chip 21 and the second mounting section 10B. As a result, the first main surface electrode 211 is electrically connected to the second mounting section 10B and the second back surface electrode 223 of the second chip 22.
- the conductive member 31 contains copper.
- the conductive member 31 is a metal clip.
- the conductive member 31 has a first body section 311, a plurality of first joints 312, a second joint 313, a plurality of first connecting sections 314, and a second connecting section 315.
- the first body portion 311 forms a main portion of the conductive member 31.
- the first body portion 311 extends in the first direction x.
- the first body portion 311 extends linearly between the first chip 21 and the second chip 22 in a plan view.
- the first body portion 311 straddles between the first mounting portion 10A and the second mounting portion 10B.
- the first body portion 311 is located above the multiple first joint portions 312 and the second joint portions 313 in the thickness direction z.
- the first body portion 311 includes two partition portions 311a, 311b.
- partition 311a is connected to a plurality of first connecting portions 314 and partition 311b.
- Partition 311b is connected to partition 311a and second connecting portion 315.
- the width of partition 311b (dimension in the second direction y) is smaller than the width of partition 311a (dimension in the second direction y).
- first main body portion 311 has an L-shape in a plan view.
- the first joints 312 are each joined to the first principal surface electrode 211 of the first chip 21. As shown in FIG. 3, 4 and 15, the first joints 312 are spaced apart from one another in the second direction y. The first joints 312 are arranged parallel to one another (or approximately parallel) in a plan view. Each of the first joints 312 is connected to the first body 311 (partition 311a) via a corresponding one of the first connecting portions 314. The first connecting portions 314 are connected to the first body 311 and the first joints 312. As shown in FIG. 9, each of the first connecting portions 314 is bent in the thickness direction z.
- the second joint 313 is joined to the first seating surface 103 of the second mounting portion 10B.
- the second joint 313 extends in the second direction y. At least a portion of the second joint 313 is contained in an area defined by the first seating surface 103 and the first upright surface 104 of the second mounting portion 10B.
- the second joint 313 is connected to the first main body portion 311 (partition portion 311b) via the second connecting portion 315. As shown in Figure 9, the second connecting portion 315 is bent in the thickness direction z.
- the second joint 313 is located on the opposite side to the first joint 312 with the first main body portion 311 in between.
- the semiconductor device A10 further includes a first bonding layer 33.
- the first bonding layer 33 is interposed between the first main surface electrode 211 of the first chip 21 and each of the first bonding portions 312.
- the first bonding layer 33 bonds the first main surface electrode 211 to each of the first bonding portions 312.
- the first bonding layer 33 is conductive.
- the first bonding layer 33 is, for example, solder.
- the first bonding layer 33 may be a sintered metal.
- each of the multiple first bonding portions 312 is 0.1 mm or more and is not more than twice the maximum thickness Tmax (see FIG. 10) of the first bonding layer 33.
- the maximum thickness Tmax of the first bonding layer 33 is greater than the thickness of the first chip 21.
- the semiconductor device A10 further includes a second bonding layer 34.
- the second bonding layer 34 is interposed between the first seating surface 103 of the second mounting portion 10B and the second bonding portion 313.
- the second bonding layer 34 bonds the second mounting portion 10B and the second bonding portion 313.
- the second bonding layer 34 is conductive.
- the second bonding layer 34 is, for example, solder.
- the second bonding layer 34 may be a sintered metal.
- the conductive member 32 is electrically connected to the semiconductor circuit section 20 (second chip 22).
- the conductive member 32 is an example of a "second conductive member" as described in the claims. As shown in FIG. 3, the conductive member 32 is joined to the second main surface electrode 221 of the second chip 22 and the covering portion 14A of the first terminal lead 14. As a result, the second main surface electrode 221 is electrically connected to the first terminal lead 14.
- the conductive member 32 contains copper.
- the conductive member 32 is a metal clip.
- the conductive member 32 has a second body section 321, a third joint section 322, a plurality of fourth joint sections 323, a third connection section 324, and a plurality of fourth connection sections 325.
- the second body portion 321 forms a main portion of the conductive member 32.
- the second body portion 321 is bent into a hook shape.
- the second body portion 321 overlaps the main surface 101 of the second mounting portion 10B.
- the second body portion 321 is located above the third joint portion 322 and the multiple fourth joint portions 323 in the thickness direction z.
- the second body portion 321 includes multiple partition portions 321a, 321b, and 321c.
- partition 321a is connected to third connecting portion 324 and partition 321b.
- Partition 321a extends from third connecting portion 324 in the second direction y in a plan view.
- Partition 321b is connected to two partitions 321a and 321c.
- Partition 321b extends in the first direction x in a plan view.
- Partition 321c is connected to partition 321b and a plurality of fourth connecting portions 325.
- Partition 321c is strip-shaped with the second direction y as the longitudinal direction in a plan view.
- the third joint 322 is joined to the second seating surface 14C of the first terminal lead 14.
- the third joint 322 extends in the first direction x. At least a portion of the third joint 322 is contained in an area defined by the second seating surface 14C and the second upright surface 14D of the first terminal lead 14.
- the third joint 322 is connected to the second body portion 321 (partition portion 321a) via the third connecting portion 324. As shown in Figure 13, the third connecting portion 324 is bent in the thickness direction z.
- the third joint 322 is located on the opposite side to the fourth joint 323 with the second body portion 321 in between.
- the multiple fourth joints 323 are each joined to the second principal surface electrode 221 of the second chip 22. As shown in FIG. 3, 4 and 16, the multiple fourth joints 323 are positioned apart from one another in the second direction y. The multiple fourth joints 323 are arranged parallel to one another (or approximately parallel) in a plan view. Each of the multiple fourth joints 323 is connected to the second body 321 (partition portion 321c) via a corresponding one of the multiple fourth connecting portions 325. The multiple fourth connecting portions 325 are connected to the second body 321 and the multiple fourth joints 323. As shown in FIG. 9, each fourth connecting portion 325 is bent in the thickness direction z.
- the semiconductor device A10 further includes a third bonding layer 35.
- the third bonding layer 35 is interposed between the second seating surface 14C of the first terminal lead 14 and the third bonding portion 322.
- the third bonding layer 35 bonds the covering portion 14A of the first terminal lead 14 to the third bonding portion 322.
- the third bonding layer 35 is conductive.
- the third bonding layer 35 is, for example, solder.
- the third bonding layer 35 may be a sintered metal.
- the semiconductor device A10 further includes a fourth bonding layer 36.
- the fourth bonding layer 36 is interposed between the second main surface electrode 221 of the second chip 22 and the multiple fourth bonding portions 323.
- the fourth bonding layer 36 bonds the second main surface electrode 221 of the second chip 22 to the multiple fourth bonding portions 323.
- the fourth bonding layer 36 is conductive.
- the fourth bonding layer 36 is, for example, solder.
- the fourth bonding layer 36 may be a sintered metal.
- each of the multiple fourth bonding portions 323 is 0.1 mm or more and is not more than twice the maximum thickness Tmax (see FIG. 11) of the fourth bonding layer 36.
- the maximum thickness Tmax of the fourth bonding layer 36 is greater than the thickness of the second chip 22.
- Each of the multiple conductive members 41A, 41B, 42A, and 42B is, for example, a bonding wire.
- the composition of each of the multiple conductive members 41A, 41B, 42A, and 42B includes gold.
- the composition of each of the multiple conductive members 41A, 41B, 42A, and 42B may include copper or aluminum (Al).
- the conductive member 41A is joined to the principal surface electrode 212 of the first chip 21 and the covering portion 171A of the fourth terminal lead 171. This allows the fourth terminal lead 171 to be electrically connected to the principal surface electrode 212 of the first chip 21.
- the conductive member 41B is joined to the principal surface electrode 222 of the second chip 22 and the covering portion 172A of the sixth terminal lead 172. This allows the sixth terminal lead 172 to be electrically connected to the principal surface electrode 222 of the second chip 22.
- the conductive member 42A is joined to one of the pair of principal surface electrodes 214 of the first chip 21 and the covering portion 181A of the fifth terminal lead 181. This allows the fifth terminal lead 181 to be electrically connected to the principal surface electrode 214 of the first chip 21.
- the conductive member 42B is joined to one of the pair of principal surface electrodes 224 of the second chip 22 and the covering portion 182A of the seventh terminal lead 182. This allows the seventh terminal lead 182 to be electrically connected to the principal surface electrode 224 of the second chip 22.
- the insulating member 60 contacts the two conductive members 31, 32.
- the two conductive members 31, 32 are fixed to each other by the insulating member 60.
- the insulating member 60 is covered with the sealing resin 50.
- the insulating member 60 contains, for example, the same resin material as the sealing resin 50. Note that the insulating member 60 is not limited in any way as long as it contains an insulating material.
- the shape of the insulating member 60 in a planar view is not limited in any way, but is rectangular in the illustrated example.
- the insulating member 60 is formed, for example, in a part where the two conductive members 31, 32 are close to each other in a planar view.
- a part of the conductive member 31 and a part of the conductive member 32 are sandwiched by the insulating member 60 in the thickness direction z.
- the insulating member 60 is formed, for example, across the first main body portion 311 of the conductive member 31 and the second main body portion 321 of the conductive member 32 in a planar view. In this embodiment, as shown in Figures 3 and 9, the insulating member 60 is not in contact with any of the first connecting portion 314, the second connecting portion 315, the third connecting portion 324, and the fourth connecting portion 325. Note that the range in which the insulating member 60 is formed is not limited to the size and shape shown in the figures, as long as it spans the two conductive members 31 and 32.
- the semiconductor device A10 configured as described above, the first main surface electrode 211 of the first chip 21 and the second back surface electrode 223 of the second chip 22 are electrically connected. Therefore, the semiconductor device A10 forms a half-bridge circuit using two transistors (the first chip 21 and the second chip 22).
- Figures 18 and 19 are plan views showing one step in the method for manufacturing the semiconductor device A10.
- Figure 20 is a cross-sectional view showing one step in the method for manufacturing the semiconductor device A10, and corresponds to the cross section of Figure 9.
- the lead frame 30 includes a frame portion 301, a number of hanging portions 302, and two conductive members 31, 32.
- the two conductive members 31, 32 are each supported by the frame portion 301 via some of the number of hanging portions 302.
- an insulating member 60 is formed on the lead frame 30.
- the insulating member 60 is formed so as to straddle the two conductive members 31, 32.
- the two conductive members 31, 32 are fixed by the insulating member 60 in the lead frame 30 state.
- the insulating member 60 contains, for example, epoxy resin, and in this example, the insulating member 60 is formed by, for example, molding.
- the two conductive members 31, 32 are cut off from the frame portion 301. For example, they are cut along the cutting line CL shown in FIG. 19. This results in the formation of two conductive members 31, 32 fixed by the insulating member 60.
- the two conductive members 31, 32 are joined to the semiconductor circuit section 20 (the first chip 21 and the second chip 22) while being fixed with the insulating member 60.
- a lead frame including the first mounting section 10A, the second mounting section 10B and a plurality of terminal leads 13 is prepared, and the first chip 21 and the second chip 22 are joined to the first mounting section 10A and the second mounting section 10B, respectively.
- the plurality of terminal leads 13 are connected to each other.
- a number of conductive members 41A, 41B, 42A, and 42B are formed, and then a sealing resin 50 is formed to cover the two conductive members 31 and 32 and the insulating member 60. After that, the multiple terminal leads 13 that are connected to each other are each cut off. Through the above steps, the semiconductor device A10 is manufactured.
- the functions and effects of the semiconductor device A10 and its manufacturing method according to the first embodiment are as follows.
- the semiconductor device A10 includes an insulating member 60 that contacts the two conductive members 31, 32.
- the two conductive members 31, 32 are fixed by the insulating member 60.
- the two conductive members 31, 32 can be fixed by the insulating member 60 and then joined to the semiconductor circuit section 20 (the first chip 21 and the second chip 22). Therefore, since the two conductive members 31, 32 can be arranged together, the semiconductor device A10 can improve production efficiency.
- the two conductive members 31, 32 are fixed and arranged with the insulating member 60, so that deviation in their relative positional relationship is suppressed.
- the semiconductor device A10 can suppress the two conductive members 31, 32 from contacting each other.
- the distance between the two conductive members 31, 32 can be reduced.
- the mutual inductance generated by the current flowing through the conductive member 31 and the current flowing through the conductive member 32 can be increased, so that the semiconductor device A10 can reduce the parasitic inductance.
- each of the two conductive members 31, 32 can be enlarged, so that the wiring resistance and self-inductance in the two conductive members 31, 32 can be reduced.
- the semiconductor device A10 can reduce the parasitic inductance.
- the first joint 312 of the conductive member 31 is joined to the first main surface electrode 211 by a first bonding layer 33.
- the second joint 313 of the conductive member 31 is joined to the second mounting portion 10B by a second bonding layer 34.
- the third joint 322 of the conductive member 32 is joined to the first terminal lead 14 by a third bonding layer 35.
- the fourth joint 323 of the conductive member 32 is joined to the second main surface electrode 221 by a fourth bonding layer 36.
- the first bonding layer 33, the second bonding layer 34, the third bonding layer 35 and the fourth bonding layer 36 are each, for example, solder.
- the insulating member 60 is formed in the area where the two conductive members 31, 32 are adjacent to each other.
- an insulator can be disposed in the area where the two conductive members 31, 32 are adjacent to each other, so that the dielectric strength voltage between the two conductive members 31, 32 can be ensured.
- the insulating member 60 contains the same resin material as the sealing resin 50. With this configuration, the dielectric strength voltage between the two conductive members 31, 32 can be made equivalent to that when the sealing resin 50 is disposed between the two conductive members 31, 32. In addition, since the difference in the linear expansion coefficient between the insulating member 60 and the sealing resin 50 can be suppressed, the thermal stress caused by the difference in the linear expansion coefficients can be suppressed.
- the insulating member 60 is disposed at approximately the center of the two conductive members 31, 32 in plan view.
- the two conductive members 31, 32 are transported while fixed by the insulating member 60.
- the semiconductor device A10 can prevent the two conductive members 31, 32 from being tilted.
- the two conductive members 31, 32 are not brought into contact with the transport member, so deformation of the two conductive members 31, 32 can also be prevented.
- the semiconductor circuit section 20 includes a first chip 21 and a second chip 22.
- the first chip 21 and the second chip 22 are covered with a sealing resin 50.
- the semiconductor device A10 has two chips (the first chip 21 and the second chip 22) packaged together with a single sealing resin 50. Therefore, the semiconductor device A10 can reduce the mounting area on the circuit board on which the semiconductor device A10 is mounted.
- FIGS. 21 and 22 show a semiconductor device A11 according to a first modified example of the first embodiment.
- the semiconductor device A11 differs from the semiconductor device A10 in the following respect. That is, the first chip 21 of the semiconductor device A11 is a diode, not a transistor.
- the first chip 21 of the semiconductor device A11 has a first main surface electrode 211 and a first back surface electrode 213. As shown in FIG. 21, the first chip 21 of the semiconductor device A11 does not have main surface electrodes 212, 214. As shown in FIG. 22, the first chip 21 of the semiconductor device A11 is a diode, and the first main surface electrode 211 is, for example, an anode electrode, and the first back surface electrode 213 is, for example, a cathode electrode.
- the semiconductor device A11 does not include either of the two conductive members 41A, 42A.
- the fourth terminal lead 171 and the fifth terminal lead 181 are not electrically connected to either the first chip 21 or the second chip 22. Therefore, in the semiconductor device A11, the fourth terminal lead 171 and the fifth terminal lead 181 are non-connect terminals.
- the semiconductor device A11 includes the conductive member 42B, but in a configuration different from this example, the semiconductor device A11 may not include the conductive member 42B.
- the semiconductor device A11 As shown in FIG. 22, in the semiconductor device A11, the first main surface electrode 211 (anode electrode) of the first chip 21 and the second back surface electrode 223 (collector electrode) of the second chip 22 are electrically connected.
- the semiconductor device A11 with respect to the power supply voltage (DC voltage) applied between the first terminal lead 14 and the second terminal lead 15, the high voltage side is a diode and the low voltage side is a transistor.
- the semiconductor device A11 is used, for example, as a boost chopper circuit.
- FIGS. 23 and 24 show a semiconductor device A12 according to a second modified example of the first embodiment.
- the semiconductor device A12 differs from the semiconductor device A10 in the following respect. That is, the second chip 22 of the semiconductor device A12 is a diode, not a transistor.
- the second chip 22 of the semiconductor device A12 has a second main surface electrode 221 and a second back surface electrode 223. As shown in FIG. 23, the second chip 22 of the semiconductor device A12 does not have main surface electrodes 222, 224. As shown in FIG. 24, the second chip 22 of the semiconductor device A12 is a diode, and the second main surface electrode 221 is, for example, an anode electrode, and the second back surface electrode 223 is, for example, a cathode electrode.
- the semiconductor device A12 does not include either of the two conductive members 41B, 42B.
- the sixth terminal lead 172 and the seventh terminal lead 182 are not electrically connected to either the first chip 21 or the second chip 22. Therefore, in the semiconductor device A12, the sixth terminal lead 172 and the seventh terminal lead 182 are non-connect terminals.
- the semiconductor device A12 includes a conductive member 42A, but in a configuration different from this example, the semiconductor device A12 may not include the conductive member 42A.
- the semiconductor device A12 As shown in FIG. 24, in the semiconductor device A12, the first main surface electrode 211 (emitter electrode) of the first chip 21 and the second back surface electrode 223 (cathode electrode) of the second chip 22 are electrically connected.
- the high voltage side is a transistor and the low voltage side is a diode.
- the semiconductor device A12 is used, for example, as a step-down chopper circuit.
- FIGS. 25 and 26 show a semiconductor device A13 according to a third modified example of the first embodiment.
- the semiconductor device A13 differs from the semiconductor device A10 in the following respect. That is, each of the first chip 21 and the second chip 22 of the semiconductor device A13 is a diode rather than a transistor.
- the first chip 21 of the semiconductor device A13 has a first main surface electrode 211 and a first back surface electrode 213. As shown in FIG. 25, the first chip 21 of the semiconductor device A13 does not have main surface electrodes 212, 214. As shown in FIG. 26, the first chip 21 of the semiconductor device A13 is a diode, the first main surface electrode 211 is an anode electrode, and the first back surface electrode 213 is a cathode electrode.
- the second chip 22 of the semiconductor device A13 has a second main surface electrode 221 and a second back surface electrode 223. As shown in FIG. 25, the second chip 22 of the semiconductor device A13 does not have main surface electrodes 222, 224. As shown in FIG. 26, the second chip 22 of the semiconductor device A13 is a diode, the second main surface electrode 221 is an anode electrode, and the second back surface electrode 223 is a cathode electrode.
- the semiconductor device A13 does not include any of the multiple conductive members 41A, 42A, 41B, 42B.
- the fourth terminal lead 171, the fifth terminal lead 181, the sixth terminal lead 172, and the seventh terminal lead 182 are not conductive to either the first chip 21 or the second chip 22. Therefore, in the semiconductor device A13, the fourth terminal lead 171, the fifth terminal lead 181, the sixth terminal lead 172, and the seventh terminal lead 182 are each a non-connect terminal.
- the semiconductor device A13 As shown in FIG. 26, in the semiconductor device A13, the first main surface electrode 211 (anode electrode) of the first chip 21 and the second back surface electrode 223 (cathode electrode) of the second chip 22 are electrically connected. In the semiconductor device A13, both the high voltage side and the low voltage side are diodes with respect to the power supply voltage (DC voltage) applied between the first terminal lead 14 and the second terminal lead 15.
- the semiconductor device A13 is a diode bridge circuit.
- the two conductive members 31, 32 are fixed by an insulating member 60, similar to the semiconductor device A10. Therefore, in the semiconductor devices A11 to A13, the two conductive members 31, 32 can be arranged together, similar to the semiconductor device A10, and production efficiency can be improved.
- each of the semiconductor devices A11 to A13 has the same configuration as the semiconductor device A10, and thus achieves the same effects as the semiconductor device A10. For example, each of the semiconductor devices A11 to A13 can prevent the two conductive members 31, 32 from contacting each other.
- each of the semiconductor devices A11 to A13 can increase the mutual inductance caused by the current flowing through the conductive member 31 and the current flowing through the conductive member 32, and therefore can reduce parasitic inductance.
- the semiconductor device of the present disclosure can configure four types of power conversion circuits (bridge circuits using transistors, step-up chopper circuits, step-down chopper circuits, and bridge circuits using diodes) by combining the first chip 21 and the second chip 22.
- the configurations of the terminal leads 13 and the sealing resin 50 are common to the semiconductor devices A10 to A13. Therefore, the semiconductor device of the present disclosure can configure any of the four types of power conversion circuits while keeping the appearance of the package the same.
- the semiconductor device of the present disclosure can utilize the configurations of the terminal leads 13 and the sealing resin 50 as they are, even if the first chip 21 and the second chip 22 are different in terms of whether they are transistors or diodes.
- the semiconductor device of the present disclosure can standardize the package structure regardless of which of the four types of power conversion circuits is used, which is preferable in terms of improving productivity.
- the semiconductor device of the present disclosure is arranged such that the center of gravity of the first chip 21 overlaps with the center of the first mounting portion 10A in a planar view. This configuration is preferable for sharing the conductive member 31.
- the semiconductor device of the present disclosure is arranged such that the center of gravity of the second chip 22 overlaps with the center of the second mounting portion 10B in a planar view. This configuration is preferable for sharing the conductive member 32.
- FIGS. 27 to 30 show a semiconductor device A20 according to the second embodiment.
- the semiconductor device A20 differs from the semiconductor device A10 in the following respects.
- each of the multiple conductive members 41A, 42A, 41B, and 42B is a conductive plate-like member rather than a bonding wire.
- a first insulating member 61, a second insulating member 62, and a third insulating member 63 are provided.
- the first chip 21 and the second chip 22 are each a MOSFET as shown in FIG. 30, but may be an IGBT (or an RC-IGBT) as in the semiconductor device A10.
- each of the plurality of conductive members 41A, 42A, 41B, and 42B includes copper or a copper alloy. Unlike this example, the composition of each of the plurality of conductive members 41A, 42A, 41B, and 42B may include other metal materials.
- the conductive member 41A is joined to the main surface electrode 212 (first chip 21) and the covering portion 171A (fourth terminal lead 171) by a conductive bonding material.
- the conductive member 42A is joined to the main surface electrode 214 (first chip 21) and the covering portion 181A (fifth terminal lead 181) by a conductive bonding material.
- the conductive member 41B is joined to the main surface electrode 222 (second chip 22) and the covering portion 172A (sixth terminal lead 172) by a conductive bonding material.
- the conductive member 42B is joined to the main surface electrode 224 (second chip 22) and the covering portion 182A (seventh terminal lead 182) by a conductive bonding material.
- the first insulating member 61, the second insulating member 62, and the third insulating member 63 each contain, for example, the same resin material as the sealing resin 50. Unlike this example, the composition of each of the first insulating member 61, the second insulating member 62, and the third insulating member 63 may be another insulating material.
- the first insulating member 61 like the insulating member 60 of the semiconductor device A10, is formed across and secures the two conductive members 31 and 32.
- the second insulating member 62 contacts the two conductive members 41A, 42A and fixes them together. A portion of the conductive member 41A and a portion of the conductive member 42A are covered by the second insulating member 62 in the thickness direction z.
- the shape of the second insulating member 62 in a plan view is not limited in any way, but is rectangular in the illustrated example.
- the third insulating member 63 contacts the two conductive members 41B, 42B and fixes them in place. A portion of the conductive member 41B and a portion of the conductive member 42B are covered by the third insulating member 63 in the thickness direction z.
- the planar shape of the third insulating member 63 is not limited in any way, but is rectangular in the illustrated example.
- the first joint 312 of the conductive member 31 includes two strip portions 312a, as shown in Figures 27 and 28. As shown in Figures 27 and 28, the two strip portions 312a are positioned apart from each other in the second direction y. The longitudinal direction of each of the two strip portions 312a is the first direction x. The two strip portions 312a are arranged parallel to each other (or approximately parallel) in a plan view. Unlike this example, the first joint 312 does not have to be separated into two strip portions 312a.
- the fourth joint 323 of the conductive member 32 includes two strip portions 323a, as shown in Figures 27 and 28. As shown in Figures 27 and 28, the two strip portions 323a are positioned apart from each other in the second direction y. The longitudinal direction of each of the two strip portions 323a is the first direction x. The two strip portions 323a are arranged parallel to each other (or approximately parallel) in a planar view. Unlike this example, the fourth joint 323 does not have to be separated into two strip portions 323a.
- the two conductive members 41A, 42A are fixed with a second insulating member 62 and then bonded to the first chip 21 (principal surface electrodes 212 and 214) and the covering portion 171A and the covering portion 181A.
- the two conductive members 41A, 42A are formed from the same lead frame and are fixed with the second insulating member 62 when in the lead frame state.
- the two conductive members 41B, 42B are fixed with a third insulating member 63 and then bonded to the second chip 22 (principal surface electrodes 222 and 224) and the covering portion 172A and the covering portion 182A.
- the two conductive members 41B, 42B are formed from the same lead frame and are fixed with the third insulating member 63 when in the lead frame state.
- the semiconductor device A20 the two conductive members 31, 32 are fixed by the first insulating member 61. Therefore, the semiconductor device A20 can arrange the two first conductive members 31, 32 together, so that the semiconductor device A20 can improve production efficiency. Also, like the semiconductor device A10, the semiconductor device A20 can suppress deviation in the relative positional relationship between the two conductive members 31, 32, so that they can be prevented from contacting each other. Also, like the semiconductor device A10, the semiconductor device A20 can increase the mutual inductance generated by the current flowing through the conductive member 31 and the current flowing through the conductive member 32, so that the semiconductor device A20 can reduce parasitic inductance. In addition, the semiconductor device A20 has a common configuration with the semiconductor device A10, so that it has the same effects as the semiconductor device A10.
- the two conductive members 41A, 42A are fixed with the second insulating member 62.
- the two conductive members 41A, 42A can be fixed with the second insulating member 62 and then joined to the semiconductor circuit section 20. Therefore, since the two conductive members 41A, 42A can be arranged together, the semiconductor device A20 can improve production efficiency.
- the semiconductor device A20 can suppress the two conductive members 41A, 42A from coming into contact with each other.
- the two conductive members 41B, 42B are fixed with the third insulating member 63.
- the two conductive members 41B, 42B can be fixed with the third insulating member 63 and then joined to the semiconductor circuit section 20. Therefore, since the two conductive members 41B, 42B can be arranged together, the semiconductor device A20 can improve production efficiency.
- the two conductive members 41B, 42B are arranged after being fixed with the third insulating member 63, deviation in their relative positional relationship is suppressed. As a result, the semiconductor device A20 can suppress the two conductive members 41B, 42B from coming into contact with each other.
- the semiconductor device A20 was provided with the first insulating member 61, the second insulating member 62, and the third insulating member 63.
- the semiconductor device A20 may be configured to include one or two of the first insulating member 61, the second insulating member 62, and the third insulating member 63.
- the semiconductor device A20 may be configured to include only the second insulating member 62.
- the conductive member 41A is an example of a "first conductive member" as defined in the claims
- the conductive member 42A is an example of a "second conductive member" as defined in the claims.
- FIG. 31 shows a semiconductor device A21 according to a first modified example of the second embodiment.
- the semiconductor device A21 like the semiconductor device A11, the first chip 21 is a diode rather than a transistor.
- the semiconductor device A21 compared to the semiconductor device A20, the semiconductor device A21 does not include either of the two conductive members 41A, 42A, and does not include the second insulating member 62.
- FIG. 32 shows a semiconductor device A22 according to a second modified example of the second embodiment.
- the semiconductor device A22 like the semiconductor device A12, the second chip 22 is a diode rather than a transistor.
- the semiconductor device A22 does not include either of the two conductive members 41B, 42B, and does not include the third insulating member 63.
- FIG 33 shows a semiconductor device A23 according to a third modified example of the second embodiment.
- each of the first chip 21 and the second chip 22 is a diode rather than a transistor.
- the semiconductor device A23 does not include any of the multiple conductive members 41A, 42A, 41B, 42B, and does not include any of the second insulating member 62 and the third insulating member 63.
- the two conductive members 31, 32 are fixed by the first insulating member 61, similar to the semiconductor device A20. Therefore, in the semiconductor devices A21 to A23, the two conductive members 31, 32 can be arranged together, similar to the semiconductor device A20, and production efficiency can be improved.
- each of the semiconductor devices A21 to A23 has the same effect as the semiconductor device A20 due to the configuration common to the semiconductor device A20. For example, each of the semiconductor devices A21 to A23 can prevent the two conductive members 31, 32 from contacting each other.
- each of the semiconductor devices A21 to A23 can increase the mutual inductance caused by the current flowing through the conductive member 31 and the current flowing through the conductive member 32, and therefore can reduce parasitic inductance.
- the insulating member 60 may not sandwich the conductive member 31 and the conductive member 32 in the thickness direction z.
- FIG. 34 shows a configuration example in the semiconductor device A10 in which the insulating member 60 is not formed below the conductive member 31 and the conductive member 32 in the thickness direction z.
- FIG. 35 shows a configuration example in the semiconductor device A10 in which the insulating member 60 is not formed above the conductive member 31 and the conductive member 32 in the thickness direction z.
- the two conductive members 31 and 32 can be fixed by the insulating member 60 (first insulating member 61) and arranged together.
- the two conductive members 31 and 32 can be fixed more firmly if the insulating member 60 (first insulating member 61) is configured to sandwich the conductive member 31 and the conductive member 32 in the thickness direction z.
- such a modification can be applied not only to the insulating member 60 (first insulating member 61), but also to each of the second insulating member 62 and the third insulating member 63.
- the insulating member 60 (first insulating member 61) may be in contact with any of the first connecting portion 314, the second connecting portion 315, the third connecting portion 324, and the fourth connecting portion 325.
- FIG. 36 and FIG. 37 show a configuration example in which the insulating member 60 is in contact with the second connecting portion 315 in the semiconductor device A10.
- the two conductive members 31, 32 can be fixed with the insulating member 60 (first insulating member 61) and arranged together.
- the formation range of the insulating member 60 is larger, so that the two conductive members 31, 32 can be fixed more firmly by the insulating member 60.
- a through hole may be formed in the conductive member 31 in a portion covered by the insulating member 60.
- a through hole may be formed in the conductive member 32 in a portion covered by the insulating member 60.
- FIG. 38 shows a configuration example in which a through hole 319 is formed in the conductive member 31 and a through hole 329 is formed in the conductive member 32 in the semiconductor device A10.
- the through hole 319 is formed in a portion of the first body portion 311 of the conductive member 31 that is covered by the insulating member 60.
- the through hole 319 penetrates the first body portion 311 in the thickness direction z.
- the through hole 329 is formed in a portion of the second body portion 321 of the conductive member 32 that is covered by the insulating member 60.
- the through hole 329 penetrates the second body portion 321 in the thickness direction z.
- Each of the through holes 319, 329 is filled with the insulating member 60.
- the two conductive members 31, 32 can be fixed by the insulating member 60 and arranged together.
- this modified example has the following effects. First, when the insulating member 60 is formed (molded), the resin material flows from the upper side in the thickness direction z of the conductive member 31 to the lower side in the thickness direction z through each of the through holes 319, 329, so that the occurrence of voids in the insulating member 60 can be suppressed. Second, the insulating member 60 formed in the through holes 319, 329 can suppress the insulating member 60 from peeling off from the conductive members 31 and 32.
- unevenness may be formed on a part of the surface of the conductive member 31 that contacts the insulating member 60.
- unevenness may be formed on a part of the surface of the conductive member 32 that contacts the insulating member 60.
- FIG. 39 shows a configuration example in which the upper surface (surface facing upward in the thickness direction z) of the first main body portion 311 of the conductive member 31 and the upper surface (surface facing upward in the thickness direction z) of the second main body portion 321 of the conductive member 32 are rough surfaces (having fine unevenness) in the semiconductor device A10.
- the two conductive members 31 and 32 can be fixed by the insulating member 60 and arranged together. Furthermore, in this modified example, the anchor effect due to the unevenness of the two conductive members 31 and 32 can prevent the insulating member 60 from peeling off from the conductive members 31 and 32.
- the upper surfaces of the first body portion 311 and the second body portion 321 are rough, but the lower surfaces may also be rough, or only the areas in contact with the insulating member 60 may be rough.
- the insulating member 60 may be, for example, an insulating adhesive sheet, instead of a molded resin material.
- FIGS. 40 and 41 show a configuration example in which the insulating member 60 in the semiconductor device A20 is an insulating adhesive sheet.
- the upper surfaces of the conductive member 31, the conductive member 32, the conductive member 41A, the conductive member 42A, the conductive member 41B, and the conductive member 42B are arranged at the same (or approximately the same) height in the thickness direction z.
- the insulating member 60 is in contact with and adheres to a part of the upper surfaces of the two conductive members 31 and 32 and the multiple conductive members 41A, 42A, 41B, and 42B. Even in such a modified example, the two conductive members 31 and 32 can be fixed by the insulating member 60 and arranged together. Furthermore, in this modified example, the insulating member 60 can also collectively arrange the multiple conductive members 41A, 42A, 41B, and 42B.
- the semiconductor circuit unit 20 may include a plurality of first chips 21.
- the plurality of first chips 21 may all be transistors or diodes, or may include a transistor and a diode (for example, connected in anti-parallel to a transistor).
- the semiconductor circuit unit 20 may include a plurality of second chips 22.
- the plurality of second chips 22 may all be transistors or diodes, or may include a transistor and a diode (for example, connected in anti-parallel to a transistor).
- the package structure of the semiconductor device disclosed herein is not limited to those exemplified in the above first to third embodiments (including their variations).
- the semiconductor device disclosed herein can also be applied to other TO (Transistor Outline) packages.
- the semiconductor devices A10 to A13 and A20 to A23 according to the first and second embodiments are an extension of a package structure called TO-247, but may also be extensions of other package structures called TO-220, TO-252, TO263, etc.
- the semiconductor device disclosed herein makes it possible to package multiple semiconductor elements (first chip 21 and second chip 22) in a single sealing resin 50 while maintaining an appearance similar to that of a conventional TO package.
- the semiconductor device and the method for manufacturing the semiconductor device according to the present disclosure are not limited to the above-mentioned embodiment.
- the specific configuration of each part of the semiconductor device according to the present disclosure and the specific processing of each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the present disclosure can be freely designed in various ways.
- the semiconductor device and the method for manufacturing the semiconductor device according to the present disclosure include the following embodiments. Appendix 1.
- a semiconductor circuit unit A first conductive member that is electrically connected to the semiconductor circuit portion; A second conductive member that is electrically connected to the semiconductor circuit portion; an insulating member in contact with the first conductive member and the second conductive member; a sealing resin that covers the semiconductor circuit portion, the first conductive member, the second conductive member, and a part of the insulating member; Equipped with The first conductive member and the second conductive member are fixed by the insulating member.
- the semiconductor circuit unit includes a first chip and a second chip, the first conductive member is joined to the first chip, 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second conductive member is joined to the second chip.
- Appendix 3. the first chip and the second chip are electrically connected in series; 3.
- the semiconductor device wherein the semiconductor circuit portion forms a half-bridge circuit.
- Appendix 4. a first mounting portion for mounting the first chip; a second mounting portion for mounting the second chip; and a first terminal lead spaced apart from the first mounting portion and the second mounting portion.
- the first chip has a first main surface facing one side in a thickness direction of the sealing resin, a first back surface facing the other side in the thickness direction, a first main surface electrode formed on the first main surface, and a first back surface electrode formed on the first back surface;
- the first back surface electrode faces the first mounting portion and is electrically connected to the first mounting portion;
- the second chip has a second main surface facing the one side in the thickness direction, a second back surface facing the other side in the thickness direction, a second main surface electrode formed on the second main surface, and a second back surface electrode formed on the second back surface, 5.
- the second back surface electrode faces the second mounting portion and is electrically connected to the second mounting portion.
- the first conductive member electrically connects the first principal surface electrode and the second mounting portion;
- Appendix 7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the first mounting portion is located on one side of the second mounting portion in a first direction perpendicular to the thickness direction.
- Appendix 8. a second terminal lead extending from the first mounting portion in a second direction perpendicular to the thickness direction and the first direction; a third terminal lead extending in the second direction from the second mounting portion; Further equipped with 8.
- the semiconductor device wherein the first terminal lead is located between the second terminal lead and the third terminal lead in the first direction.
- Appendix 10. A fourth terminal lead; A fifth terminal lead; a third conductive member electrically connecting the first chip and the fourth terminal lead; a fourth conductive member electrically connecting the first chip and the fifth terminal lead; Further equipped with 10.
- the semiconductor device according to claim 9, wherein the fourth terminal lead and the fifth terminal lead are located on one side of the first direction relative to the second terminal lead and are adjacent to each other in the first direction.
- Appendix 11 The insulating member is a first insulating member, and a second insulating member is further provided, the third conductive member and the fourth conductive member are each a plate-shaped member, 11.
- Appendix 12. A sixth terminal lead; A seventh terminal lead; a fifth conductive member electrically connecting the second chip and the sixth terminal lead; a sixth conductive member electrically connecting the second chip and the seventh terminal lead; Further equipped with 12.
- Appendix 13 Further comprising a third insulating member; each of the fifth conductive member and the sixth conductive member is a plate-shaped member; 13.
- Appendix 14 the first chip is either a transistor or a diode; 14. The semiconductor device according to claim 2, wherein the second chip is either a transistor or a diode. Appendix 15. 15. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating member is formed in a portion where the first conductive member and the second conductive member are adjacent to each other when viewed in a thickness direction of the sealing resin. Appendix 16. 16. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating member contains the same resin material as the sealing resin. Appendix 17. 17. 17. The semiconductor device according to claim 1, wherein a portion of the first conductive member and a portion of the second conductive member are sandwiched between the insulating member in a thickness direction. Appendix 18.
- a lead frame including a first conductive member and a second conductive member; a step of fixing the first conductive member and the second conductive member with an insulating member in the lead frame state; a step of joining the first conductive member and the second conductive member to a semiconductor circuit portion while the first conductive member and the second conductive member are fixed by the insulating member; and forming a sealing resin that covers the first conductive member, the second conductive member, and the semiconductor circuit portion.
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Abstract
半導体装置は、半導体回路部と、前記半導体回路部に導通する第1導通部材と、前記半導体回路部に導通する第2導通部材と、前記第1導通部材および前記第2導通部材に接する絶縁部材と、前記半導体回路部と前記第1導通部材と前記第2導通部材と前記絶縁部材の一部とを覆う封止樹脂と、を備える。前記第1導通部材と前記第2導通部材とは、前記絶縁部材で固定される。
Description
本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
従来、ダイオードまたはトランジスタなどの半導体素子を樹脂パッケージで覆った半導体装置が知られている(たとえば特許文献1)。特許文献1に記載の半導体装置は、第1から第3のリードフレームと、パワー半導体チップと、第1のインナーリードと、第2のインナーリードと、モールド樹脂とを備える。パワー半導体チップは、第1のリードフレームに接合された第1のパワー半導体チップと、第2のリードフレームに接合された第2のパワー半導体チップとを備える。第1および第2のパワー半導体チップはそれぞれ、スイッチング素子の機能を有する。第1のインナーリードは、第1のパワー半導体チップと第2のリードフレームとを接続する。第2のインナーリードは、第2のパワー半導体チップと第3のリードフレームとを接続する。このような半導体装置の製造工程においては、2つのインナーリードは、それぞれ個別に配置される。
特許文献1に記載の半導体装置では、2つのインナーリードをそれぞれ個別に配置させる必要がある。つまり、個々の2つのインナーリードを一括して配置することが困難である。したがって、従来の半導体装置においては、生産効率を向上させる上で、未だ改善の余地があった。
本開示は、従来より改良が施された半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを一の課題とする。特に本開示は、上記事情に鑑み、生産効率の向上を図った半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することをその一の課題とする。
本開示の第1の側面によって提供される半導体装置は、半導体回路部と、前記半導体回路部に導通する第1導通部材と、前記半導体回路部に導通する第2導通部材と、前記第1導通部材および前記第2導通部材に接する絶縁部材と、前記半導体回路部と前記第1導通部材と前記第2導通部材と前記絶縁部材の一部とを覆う封止樹脂と、を備える。前記第1導通部材と前記第2導通部材とは、前記絶縁部材で固定される。
本開示の第2の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、第1導通部材と第2導通部材とを含むリードフレームを用意する工程と、前記リードフレームの状態で、前記第1導通部材と前記第2導通部材とを絶縁部材で固定する工程と、前記第1導通部材と前記第2導通部材とを前記絶縁部材で固定したまま、半導体回路部に接合する工程と、前記第1導通部材、前記第2導通部材および前記半導体回路部を覆う封止樹脂を形成する工程と、を有する。
上記構成によれば、生産効率の向上を図ることが可能である。
本開示の半導体装置の好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。以下では、同一あるいは類似の構成要素に、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B(の)上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B(の)上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B(の)上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」を含む。また、「ある方向に見てある物Aがある物Bに重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。また、「ある物A(の材料)がある材料Cを含む」とは、「ある物A(の材料)がある材料Cからなる場合」、および、「ある物A(の材料)の主成分がある材料Cである場合」を含む。
図1~図17は、第1実施形態にかかる半導体装置A10を示している。半導体装置A10は、第1搭載部10A、第2搭載部10B、複数の端子リード13、半導体回路部20、2つの導通部材31,32、複数の導通部材41A,41B,42A,42B、封止樹脂50および絶縁部材60を備える。複数の端子リード13は、第1端子リード14、第2端子リード15、第3端子リード16、第4端子リード171、第6端子リード172、第5端子リード181および第7端子リード182を含む。半導体回路部20は、第1チップ21および第2チップ22を含む。
説明の便宜上、半導体装置A10の厚さ方向を「厚さ方向z」という。以下の説明では、厚さ方向zの一方を上方といい、他方を下方ということがある。なお、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「上面」および「下面」などの記載は、厚さ方向zにおける各部品等の相対的位置関係を示すものであり、必ずしも重力方向との関係を規定する用語ではない。また、「平面視」とは、厚さ方向zに見たときをいう。厚さ方向zに対して直交する方向を「第1方向x」という。厚さ方向zおよび第1方向xに直交する方向を「第2方向y」という。
半導体装置A10は、複数の端子リード13のうちの第1端子リード14および第2端子リード15に印加された直流の電源電圧を、半導体回路部20(第1チップ21および第2チップ22)により交流電圧に変換する。変換された交流電圧は、複数の端子リード13のうちの第3端子リード16からモータなどの電力供給対象に入力される。半導体装置A10は、たとえばインバータといった電力変換回路に使用される。
第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bは、図3および図9に示すように、第1方向xにおいて互いに離れて位置する。第1搭載部10Aは、第2搭載部10Bおよび複数の端子リード13とともに、同一のリードフレームから構成されている。当該リードフレームは、銅(Cu)、または銅合金である。このため、第1搭載部10A、第2搭載部10Bおよび複数の端子リード13の各組成は、銅を含む。第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bの各々は、たとえば平面視において略矩形状である。
第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bはそれぞれ、図9に示すように、主面101および裏面102を有する。以下で説明する主面101および裏面102は、特段の断りがない限り、第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bで共通する。主面101は、厚さ方向zの一方(上方)を向く。主面101は、封止樹脂50に覆われている。第1搭載部10Aの主面101には、第1チップ21が搭載されている。第1搭載部10Aの裏面102は、厚さ方向zにおいて第1チップ21が位置する側とは反対側を向く。第2搭載部10Bの主面101には、第2チップ22が搭載されている。第2搭載部10Bの裏面102は、厚さ方向zにおいて第2チップ22が位置する側とは反対側を向く。裏面102は、封止樹脂50から露出している。裏面102には、たとえば錫(Sn)めっきが施されている。
封止樹脂50は、図3、図5および図9~図11に示すように、半導体回路部20(第1チップ21および第2チップ22)と、2つの導通部材31,32と、第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bの各々の少なくとも一部とを覆う。さらに封止樹脂50は、複数の端子リード13の各々の一部と、複数の導通部材41A,41B,42A,42Bとを覆う。封止樹脂50は、電気絶縁性を有する。封止樹脂50は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を含む。図2に示すように、第1方向xにおける封止樹脂50の寸法L1は、第2方向yにおける封止樹脂50の寸法L2よりも長い。封止樹脂50は、樹脂主面51、樹脂裏面52、一対の第1側面53、第2側面54、第3側面55、複数の凹部56、溝部57および複数の凹部581,582を有する。
図9に示すように、樹脂主面51は、厚さ方向zにおいて第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bの各主面101と同じ側を向く。図9に示すように、樹脂裏面52は、厚さ方向zにおいて樹脂主面51とは反対側を向く。図5に示すように、樹脂裏面52から、第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bの各裏面102が露出している。
図2、図5および図6に示すように、一対の第1側面53は、第1方向xにおいて互いに離れて位置する。一対の第1側面53は、第1方向xを向き、かつ第2方向yに延びている。一対の第1側面53は、樹脂主面51および樹脂裏面52に繋がる。
図2、図5および図7に示すように、第2側面54および第3側面55は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。第2側面54および第3側面55は、第2方向yにおいて互いに反対側を向き、かつ第1方向xに延びている。第2側面54および第3側面55は、樹脂主面51および樹脂裏面52に繋がる。図6に示すように、第3側面55から複数の端子リード13が露出している。
図2、図5および図6に示すように、複数の凹部56は、第3側面55から第2方向yに凹むとともに、厚さ方向zにおいて樹脂主面51から樹脂裏面52に至っている。第1方向xにおいて、複数の凹部56は、第7端子リード182と第3端子リード16との間、第3端子リード16と第1端子リード14との間、第1端子リード14と第2端子リード15との間、および、第2端子リード15と第5端子リード181との間に対して個別に位置する。
図5、図6および図9に示すように、溝部57は、樹脂裏面52から厚さ方向zに凹むとともに、第2方向yに沿って延びる。溝部57の第2方向yの両側は、第2側面54および第3側面55に繋がる。厚さ方向zに視て、溝部57は、第1搭載部10Aの裏面102と、第2搭載部10Bの裏面102とを分断する。
図1、図6、図7および図9に示すように、複数の凹部581,582の各々は、樹脂主面51から厚さ方向zに凹む。複数の凹部581,582の各平面視形状は、特に限定されないが、図示された例では、円形である。複数の凹部581の各々は、平面視において、第1搭載部10Aに重なる。図示された例では、複数の凹部581は、平面視における第1搭載部10Aの四隅近傍にそれぞれ個別に位置する。複数の凹部582の各々は、平面視において、第2搭載部10Bに重なる。図示された例では、複数の凹部582は、平面視における第2搭載部10Bの四隅近傍にそれぞれ個別に位置する。複数の凹部581は、半導体装置A10の製造時において、第1搭載部10Aを固定するためのピンによって形成されるものである。当該ピンは、封止樹脂50を形成する前の段階において、第1搭載部10Aに押し当てられ、第1搭載部10Aを固定する。この状態で、封止樹脂50の形成が開始される。そして、当該ピンは、封止樹脂50の形成が完了する前に引き抜かれる。これにより、当該ピンが配置されていた領域の少なくとも一部に封止樹脂50が形成されるので、第1搭載部10Aの主面101が封止樹脂50に覆われる。複数の凹部581は、このような封止樹脂50の成形過程によって形成される痕である。複数の凹部582も同様に、半導体装置A10の製造時において、第2搭載部10Bを固定するためのピンによって形成されるものである。複数の凹部582は、封止樹脂50の成形過程によって形成される痕である。
図4および図5に示すように、第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bは、第1端面111、第2端面112、第3端面113および第4端面114を有する。第1端面111、第2端面112、第3端面113および第4端面114は、封止樹脂50に覆われている。第1端面111は、第1方向xを向き、かつ第2方向yに延びている。第1端面111は、封止樹脂50の一対の第1側面53から最も近くに位置する。第2端面112は、第2方向yを向き、かつ第1方向xに延びている。第2端面112は、封止樹脂50の第2側面54から最も近くに位置する。第3端面113は、第2方向yにおいて第2端面112とは反対側を向き、かつ第1方向xに延びている。第3端面113は、封止樹脂50の第3側面55から最も近くに位置する。第4端面114は、第1方向xにおいて第1端面111とは反対側を向き、かつ第2方向yに延びている。図9に示すように、第1搭載部10Aの第4端面114と、第2搭載部10Bの第4端面114との間には、溝部57が位置する。
図8および図13に示すように、第3端面113と第3側面55との間隔P2は、第2端面112と第2側面54との間隔P1よりも長い。
図12に示すように、第2搭載部10Bは、第1座面103および第1起立面104を有する。第1座面103は、厚さ方向zにおいて主面101と同じ側を向き、かつ厚さ方向zにおいて主面101と裏面102との間に位置する。第1座面103は、第4端面114に繋がる。第1起立面104は、厚さ方向zに対して直交する方向を向き、かつ第1座面103および主面101に繋がる。第1座面103および第1起立面104は、第2搭載部10Bにおいて段差をなしている。
第1チップ21および第2チップ22の各々は、たとえばトランジスタである。当該トランジスタは、たとえばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、バイポーラトランジスタおよびIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのいずれかである。本実施形態では、第1チップ21および第2チップ22はそれぞれ、図17に示すように、逆導通ダイオードが内蔵されたRC-IGBTであるものとする。なお、第1チップ21および第2チップ22は、逆導通ダイオードが内蔵されていないIGBTであってもよい。第1チップ21および第2チップ22の各々は、化合物半導体基板を含む。当該化合物半導体基板の組成は、ケイ素(Si)または炭化ケイ素(SiC)を含む。
第1チップ21は、図3、図4、図9および図10に示すように、第1搭載部10Aに搭載される。好ましくは、平面視において、第1チップ21の重心は、第1搭載部10Aの中心部に重なる。第1搭載部10Aの中心部とは、第1搭載部10Aを第1方向xにNx(Nxは正の奇数)分割した時の中央であり、かつ第1搭載部10Aを第2方向yにNy(Nyは正の奇数)分割した時の中央に相当する領域である。Nx,Nyはそれぞれ、何ら限定されないが、たとえば3または5である。
第1チップ21は、図10に示すように、第1主面21aおよび第1裏面21bを有する。第1主面21aおよび第1裏面21bは、厚さ方向zに互いに離間する。第1主面21aは、第1搭載部10Aの主面101と同じ方向を向く。第1裏面21bは、厚さ方向zにおいて第1主面21aと反対側を向き、第1搭載部10Aの主面101に対向する。
図4および図10に示すように、第1チップ21は、第1主面電極211、複数の主面電極212,214および第1裏面電極213を有する。
第1主面電極211は、第1主面21aに配置される。第1主面電極211には、第1チップ21により変換された後の電力に対応する電流が流れる。第1主面電極211は、第1チップ21がIGBTである例においては、たとえばエミッタ電極であり、第1チップ21がMOSFETである例においては、たとえばソース電極である。第1主面電極211は、複数の金属めっき層を含む。第1主面電極211は、ニッケル(Ni)めっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層された金(Au)めっき層を含む。この他、第1主面電極211は、ニッケルめっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層されたパラジウム(Pd)めっき層と、当該パラジウムめっき層の上に積層された金めっき層を含む場合でもよい。
主面電極212は、第1主面21aに配置される。主面電極212には、第1チップ21を駆動するための第1駆動信号(ゲート電圧)が印加される。主面電極212は、第1チップ21がIGBTまたはMOSFETのいずれの例においても、たとえばゲート電極である。平面視において、主面電極212の面積は、第1主面電極211の面積よりも小である。
一対の主面電極214は、第1主面21aに配置される。一対の主面電極214はそれぞれ、第1主面電極211と同電位である。一対の主面電極214はそれぞれ、第1チップ21がIGBTである例においては、たとえばエミッタセンス電極であり、第1チップ21がMOSFETである例においては、たとえばソースセンス電極である。一対の主面電極214は、平面視において、主面電極212を挟んで第2方向yの両側に配置される。なお、第1チップ21は、一対の主面電極214のうちの一方のみを有していてもよいし、一対の主面電極214のいずれも有していなくてもよい。
第1裏面電極213は、第1裏面21bに配置される。第1裏面電極213は、第1搭載部10Aの主面101に対向して設けられている。第1裏面電極213には、第1チップ21により変換される前の電力に対応する電流が流れる。第1裏面電極213は、第1チップ21がIGBTである例においては、たとえばコレクタ電極であり、第1チップ21がMOSFETである例においては、たとえばドレイン電極である。
第2チップ22は、図3、図4、図9および図11に示すように、第2搭載部10Bの主面101に搭載される。好ましくは、平面視において、第2チップ22の重心は、第2搭載部10Bの中心部に重なる。第2搭載部10Bの中心部とは、第2搭載部10Bを第1方向xにLx(Lxは正の奇数)分割した時の中央であり、かつ第2搭載部10Bを第2方向yにLy(Lyは正の奇数)分割した時の中央に相当する領域である。Lx,Lyはそれぞれ、何ら限定されないが、たとえば3または5である。
第2チップ22は、図11に示すように、第2主面22aおよび第2裏面22bを有する。第2主面22aおよび第2裏面22bは、厚さ方向zに互いに離間する。第2主面22aは、第2搭載部10Bの主面101と同じ方向を向く。第2裏面22bは、厚さ方向zにおいて第2主面22aと反対側を向き、第2搭載部10Bの主面101に対向する。
図4および図11に示すように、第2チップ22は、第2主面電極221、複数の主面電極222,224および第2裏面電極223を有する。
第2主面電極221は、第2主面22aに配置される。第2主面電極221には、第2チップ22により変換された後の電力に対応する電流が流れる。第2主面電極221は、第2チップ22がIGBTである例においては、たとえばエミッタ電極であり、第2チップ22がMOSFETである例においては、たとえばソース電極である。第2主面電極221は、第1主面電極211と同様に、複数の金属めっき層を含む。第2主面電極221は、ニッケル(Ni)めっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層された金(Au)めっき層を含む。この他、第2主面電極221は、ニッケルめっき層と、当該ニッケルめっき層の上に積層されたパラジウム(Pd)めっき層と、当該パラジウムめっき層の上に積層された金めっき層を含む場合でもよい。
主面電極222は、第2主面22aに配置される。主面電極222には、第2チップ22を駆動するための第2駆動信号(ゲート電圧)が印加される。主面電極222は、IGBTまたはMOSFETのいずれの例においても、たとえばゲート電極である。平面視において、主面電極222の面積は、第2主面電極221の面積よりも小である。
一対の主面電極224は、第2主面22aに配置される。一対の主面電極224はそれぞれ、第2主面電極221と同電位である。一対の主面電極224はそれぞれ、第2チップ22がIGBTである例においては、たとえばエミッタセンス電極であり、第2チップ22がMOSFETである例においては、たとえばソースセンス電極である。一対の主面電極224は、平面視において、主面電極222を挟んで第2方向yの両側に配置される。なお、第2チップ22は、一対の主面電極224のうちの一方のみを有していてもよいし、一対の主面電極224のいずれも有していなくてもよい。
第2裏面電極223は、第2裏面22bに配置される。第2裏面電極223は、第2搭載部10Bの主面101に対向して設けられている。第2裏面電極223には、第2チップ22により変換される前の電力に対応する電流が流れる。第2裏面電極223は、第2チップ22がIGBTである例においては、たとえばコレクタ電極であり、第2チップ22がMOSFETである例においては、たとえばドレイン電極である。
半導体装置A10は、2つのダイボンディング層231,232をさらに備える。2つのダイボンディング層231,232の各々は、導電性を有する。各ダイボンディング層231,232は、たとえばはんだである。この他、各ダイボンディング層231,232は、焼結金属でもよい。
ダイボンディング層231は、図9および図10に示すように、第1搭載部10Aの主面101と第1チップ21の第1裏面電極213との間に介在する。ダイボンディング層231は、第1搭載部10Aの主面101と、第1チップ21の第1裏面電極213とを接合する。これにより、第1チップ21の第1裏面電極213は、第1搭載部10Aに導通する。
ダイボンディング層232は、図9および図11に示すように、第2搭載部10Bの主面101と第2チップ22の第2裏面電極223との間に介在する。ダイボンディング層232は、第2搭載部10Bの主面101と第2チップ22の第2裏面電極223とを接合する。これにより、第2チップ22の第2裏面電極223は、第2搭載部10Bに導通する。
複数の端子リード13は、図3および図4から理解されるように、第2方向yにおいて第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bに対して第2端面112が向く側とは反対側に位置する。複数の端子リード13の少なくともいずれかは、第1チップ21または第2チップ22のいずれかに導通している。複数の端子リード13は、第1方向xに沿って配列されている。複数の端子リード13は、第1端子リード14、第2端子リード15、第3端子リード16、第4端子リード171、第5端子リード181、第6端子リード172および第7端子リード182を含む。
第1端子リード14は、図3に示すように、第2方向yにおいて第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bから離れて位置し、かつ第1方向xにおいて第2端子リード15と第3端子リード16との間に位置する。第1端子リード14は、第2方向yに沿って延びている。第1端子リード14は、第2チップ22の第2主面電極221に導通している。第1端子リード14は、被覆部14Aおよび露出部14Bを含む。図3に示すように、被覆部14Aは、封止樹脂50に覆われている。図3、図5および図6に示すように、露出部14Bは、被覆部14Aに繋がり、且つ封止樹脂50の第3側面55から露出している。露出部14Bは、第2方向yにおいて第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bから遠ざかる側に延びている。露出部14Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
図14に示すように、第1端子リード14の被覆部14Aは、第2座面14Cおよび第2起立面14Dを有する。第2座面14Cは、厚さ方向zにおいて第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bの各主面101と同じ側を向き、かつ被覆部14Aの上面(厚さ方向z上方を向く面)よりも厚さ方向zの下方側に位置する。第2起立面14Dは、厚さ方向zに対して直交する方向を向くとともに、第2座面14C、および被覆部14Aの上面に繋がる。第2座面14Cおよび第2起立面14Dは、第1端子リード14の被覆部14Aにおいて段差をなしている。
第2端子リード15は、図3に示すように、第2方向yに沿って延びる部分を含むとともに、第1搭載部10Aに繋がっている。このため、第2端子リード15は、第1搭載部10Aを介して、第1チップ21の第1裏面電極213に導通する。第2端子リード15は、電力変換対象となる直流の電源電圧が印加されるP端子(正極)である。第2端子リード15は、被覆部15Aおよび露出部15Bを含む。図4に示すように、被覆部15Aは、第1搭載部10Aの第3端面113に繋がっており、かつ封止樹脂50に覆われている。第1方向xに視て、被覆部15Aは、屈曲している。図3、図5および図6に示すように、露出部15Bは、被覆部15Aに繋がり、かつ封止樹脂50の第3側面55から露出している。露出部15Bは、第2方向yにおいて第1搭載部10Aから遠ざかる側に延びている。露出部15Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
第3端子リード16は、図3に示すように、第2方向yに沿って延びる部分を含むとともに、第2搭載部10Bに繋がっている。このため、第3端子リード16は、第2搭載部10Bを介して第2チップ22の第2裏面電極223に導通する。第3端子リード16から、第1チップ21および第2チップ22により変換された交流電力が出力される。第3端子リード16は、被覆部16Aおよび露出部16Bを含む。図4に示すように、被覆部16Aは、第2搭載部10Bの第3端面113に繋がり、かつ封止樹脂50に覆われている。第1方向xに視て、被覆部16Aは、第2端子リード15の被覆部15Aと同様に屈曲している。図3、図5および図6に示すように、露出部16Bは、被覆部16Aに繋がり、かつ封止樹脂50の第3側面55から露出している。露出部16Bは、第2方向yにおいて第2搭載部10Bから遠ざかる側に延びている。露出部16Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
第4端子リード171は、図3に示すように、第2方向yにおいて第1搭載部10Aから離れて位置し、かつ第1方向xの一方側に位置する。第6端子リード172は、図3に示すように、第2方向yにおいて第2搭載部10Bから離れて位置し、且つ第1方向xの他方側に位置する。第4端子リード171は、第1チップ21の主面電極212(ゲート電極)に導通している。第4端子リード171には、第1チップ21が駆動するための駆動信号(ゲート電圧)が印加される。第6端子リード172は、第2チップ22の主面電極222(ゲート電極)に導通している。第6端子リード172には、第2チップ22が駆動するための駆動信号(ゲート電圧)が印加される。
図3に示すように、第4端子リード171は、被覆部171Aおよび露出部171Bを含む。被覆部171Aは、封止樹脂50に覆われている。図3、図5および図6に示すように、露出部171Bは、被覆部171Aに繋がり、かつ封止樹脂50の第3側面55から露出している。露出部171Bは、第2方向yにおいて第1搭載部10Aから遠ざかる側に延びている。露出部171Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
図3に示すように、第6端子リード172は、被覆部172Aおよび露出部172Bを含む。被覆部172Aは、封止樹脂50に覆われている。図3、図5および図6に示すように、露出部172Bは、被覆部172Aにつながり、かつ封止樹脂50から露出している。露出部172Bは、第2方向yにおいて第2搭載部10Bから遠ざかる側に延びている。露出部172Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
第5端子リード181は、図3に示すように、第2方向yにおいて第1搭載部10Aから離れて位置し、かつ第1方向xにおいて第2端子リード15と第4端子リード171との間に位置する。第7端子リード182は、図3に示すように、第2方向yにおいて第2搭載部10Bから離れて位置し、かつ第1方向xにおいて第3端子リード16と第6端子リード172との間に位置する。第5端子リード181は、第1チップ21の主面電極214(エミッタセンス電極)に導通している。第5端子リード181には、第1チップ21の主面電極214(第1主面電極211)に流れる電流に応じた電圧が印加される。第7端子リード182は、第2チップ22の第2主面電極221(エミッタセンス電極)に導通している。第7端子リード182には、第2チップ22の主面電極224(第2主面電極221)に流れる電流に応じた電圧が印加される。
図3に示すように、第5端子リード181は、被覆部181Aおよび露出部181Bを含む。被覆部181Aは、封止樹脂50に覆われている。図3、図5および図6に示すように、露出部181Bは、被覆部181Aにつながり、かつ封止樹脂50の第3側面55から露出している。露出部181Bは、第2方向yにおいて第1搭載部10Aから遠ざかる側に延びている。露出部181Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
図3に示すように、第7端子リード182は、被覆部182Aおよび露出部182Bを含む。被覆部182Aは、封止樹脂50に覆われている。図3、図5および図6に示すように、露出部182Bは、被覆部182Aにつながり、かつ封止樹脂50の第3側面55から露出している。露出部182Bは、第2方向yにおいて第2搭載部10Bから遠ざかる側に延びている。露出部182Bの表面には、たとえば錫めっきが施されている。
図6に示すように、半導体装置A10において、第1端子リード14の露出部14B、第2端子リード15の露出部15Bおよび第3端子リード16の露出部16Bの各高さhは、いずれも同一(あるいは略同一)である。さらに、これらの各厚さは、いずれも同一(あるいは略同一)である。このため、第1方向xに視て、第1端子リード14の少なくとも一部(露出部14B)が、第2端子リード15および第3端子リード16の各々に重なる(図7参照)。
導通部材31は、半導体回路部20(第1チップ21)に導通する。導通部材31は、特許請求の範囲に記載の「第1導通部材」の一例である。導通部材31は、図3に示すように、第1チップ21の第1主面電極211と第2搭載部10Bとに接合されている。これにより、第1主面電極211は、第2搭載部10B、および第2チップ22の第2裏面電極223に導通している。導通部材31の組成は、銅を含む。半導体装置A10においては、導通部材31は、金属クリップである。導通部材31は、第1本体部311、複数の第1接合部312、第2接合部313、複数の第1連結部314および第2連結部315を有する。
図3および図4に示すように、第1本体部311は、導通部材31の主要部をなしている。第1本体部311は、第1方向xに延びている。図示された例では、第1本体部311は、平面視において、第1チップ21と第2チップ22との間で直線状に延びる。図8に示すように、第1本体部311は、第1搭載部10Aと第2搭載部10Bとの間を跨いでいる。第1本体部311は、複数の第1接合部312および第2接合部313よりも厚さ方向z上方に位置する。第1本体部311は、図4に示すように、2つの区画部311a,311bを含む。
図4に示すように、区画部311aは、複数の第1連結部314と区画部311bとに繋がる。区画部311aのうち複数の第1連結部314に繋がる端縁は、複数に分岐する。区画部311bは、区画部311aと第2連結部315とに繋がる。区画部311bの幅(第2方向yの寸法)は、区画部311aの幅(第2方向yの寸法)よりも小さい。この構成では、図4に示すように、第1本体部311は、平面視においてL字状を呈する。
図3、図4、図11および図15に示すように、複数の第1接合部312はそれぞれ、第1チップ21の第1主面電極211に接合されている。図3、図4および図15に示すように、複数の第1接合部312は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。複数の第1接合部312は、平面視において、互いに平行(あるいは略平行)に配置される。複数の第1接合部312はそれぞれ、複数の第1連結部314のうちの対応する1つを介して、第1本体部311(区画部311a)に繋がる。複数の第1連結部314は、第1本体部311と複数の第1接合部312とに繋がる。図9に示すように、各第1連結部314は、厚さ方向zに屈曲する。
図3、図9および図12に示すように、第2接合部313は、第2搭載部10Bの第1座面103に接合されている。第2接合部313は、第2方向yに延びている。第2接合部313の少なくとも一部が、第1座面103と、第2搭載部10Bの第1起立面104とにより規定された領域に収納されている。第2接合部313は、第2連結部315を介して、第1本体部311(区画部311b)に繋がる。図9に示すように、第2連結部315は、厚さ方向zに屈曲する。第2接合部313は、第1本体部311を間に挟んで第1接合部312とは反対側に位置する。
半導体装置A10は、図9および図11に示すように、第1接合層33をさらに備える。第1接合層33は、第1チップ21の第1主面電極211と、各第1接合部312との間に介在している。第1接合層33は、第1主面電極211と、各第1接合部312とを接合する。第1接合層33は、導電性を有する。第1接合層33は、たとえばはんだである。この他、第1接合層33は、焼結金属でもよい。
複数の第1接合部312の各々の厚さt(図10参照)は、0.1mm以上、かつ第1接合層33の最大厚さTmax(図10参照)の2倍以下である。第1接合層33の最大厚
さTmaxは、第1チップ21の厚さよりも大きい。
さTmaxは、第1チップ21の厚さよりも大きい。
半導体装置A10は、図9および図12に示すように、第2接合層34をさらに備える。第2接合層34は、第2搭載部10Bの第1座面103と、第2接合部313との間に介在している。第2接合層34は、第2搭載部10Bと第2接合部313とを接合する。第2接合層34は、導電性を有する。第2接合層34は、たとえばはんだである。この他、第2接合層34は、焼結金属でもよい。
導通部材32は、半導体回路部20(第2チップ22)に導通する。導通部材32は、特許請求の範囲に記載の「第2導通部材」の一例である。導通部材32は、図3に示すように、第2チップ22の第2主面電極221と、第1端子リード14の被覆部14Aとに接合されている。これにより、第2主面電極221は、第1端子リード14に導通している。導通部材32の組成は、銅を含む。半導体装置A10においては、導通部材32は、金属クリップである。導通部材32は、第2本体部321、第3接合部322、複数の第4接合部323、第3連結部324および複数の第4連結部325を有する。
図3および図4に示すように、第2本体部321は、導通部材32の主要部をなしている。平面視において、第2本体部321は、鉤状に屈曲している。平面視において、第2本体部321、第2搭載部10Bの主面101に重なっている。第2本体部321は、第3接合部322および複数の第4接合部323よりも厚さ方向z上方に位置する。第2本体部321は、図4に示すように、複数の区画部321a,321b,321cを含む。
図4に示すように、区画部321aは、第3連結部324と区画部321bとに繋がる。区画部321aは、平面視において、第3連結部324から第2方向yに延びる。区画部321bは、2つの区画部321a,321cに繋がる。区画部321bは、平面視において、第1方向xに延びる。本実施形態では、半導体装置A10の通電時において、区画部311bと区画部321bとにそれぞれ流れる電流は、互いに向きが反対となる。区画部321cは、区画部321bと複数の第4連結部325とに繋がる。区画部321cは、平面視において、第2方向yを長手方向とする帯状である。
図3、図4、図13および図14に示すように、第3接合部322は、第1端子リード14の第2座面14Cに接合されている。第3接合部322は、第1方向xに延びている。第3接合部322の少なくとも一部が、第2座面14Cと、第1端子リード14の第2起立面14Dとにより規定された領域に収納されている。第3接合部322は、第3連結部324を介して、第2本体部321(区画部321a)に繋がる。図13に示すように、第3連結部324は、厚さ方向zに屈曲する。第3接合部322は、第2本体部321を間に挟んで第4接合部323とは反対側に位置する。
図3、図4、図9、図11および図16に示すように、複数の第4接合部323はそれぞれ、第2チップ22の第2主面電極221に接合されている。図3、図4および図16に示すように、複数の第4接合部323は、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。複数の第4接合部323は、平面視において、互いに平行(あるいは略平行)に配置される。複数の第4接合部323はそれぞれ、複数の第4連結部325のうちの対応する1つを介して、第2本体部321(区画部321c)に繋がる。複数の第4連結部325は、第2本体部321と複数の第4接合部323とに繋がる。図9に示すように、各第4連結部325は、厚さ方向zに屈曲する。
半導体装置A10は、図9および図14に示すように、第3接合層35をさらに備える。第3接合層35は、第1端子リード14の第2座面14Cと、第3接合部322との間に介在している。第3接合層35は、第1端子リード14の被覆部14Aと、第3接合部322とを接合する。第3接合層35は、導電性を有する。第3接合層35は、たとえばはんだである。この他、第3接合層35は、焼結金属でもよい。
半導体装置A10は、図9、図11および図16に示すように、第4接合層36をさらに備える。第4接合層36は、第2チップ22の第2主面電極221と、複数の第4接合部323との間に介在している。第4接合層36は、第2チップ22の第2主面電極221と、複数の第4接合部323とを接合する。第4接合層36は、導電性を有する。第4接合層36は、たとえばはんだである。この他、第4接合層36は、焼結金属でもよい。
複数の第4接合部323の各々の厚さt(図11参照)は、0.1mm以上、かつ第4接合層36の最大厚さTmax(図11参照)の2倍以下である。第4接合層36の最大厚さTmaxは、第2チップ22の厚さよりも大きい。
複数の導通部材41A,41B,42A,42Bの各々は、たとえばボンディングワイヤである。複数の導通部材41A,41B,42A,42Bの各組成は、金を含む。この他、複数の導通部材41A,41B,42A,42Bの各組成は、銅を含む場合でもよいし、アルミニウム(Al)を含む場合でもよい。
導通部材41Aは、図3および図4に示すように、第1チップ21の主面電極212と、第4端子リード171の被覆部171Aとに接合されている。これにより、第4端子リード171は、第1チップ21の主面電極212に導通する。導通部材41Bは、図3および図4に示すように、第2チップ22の主面電極222と、第6端子リード172の被覆部172Aとに接合されている。これにより、第6端子リード172は、第2チップ22の主面電極222に導通する。
導通部材42Aは、図3および図4に示すように、第1チップ21の一対の主面電極214の一方と、第5端子リード181の被覆部181Aとに接合されている。これにより、第5端子リード181は、第1チップ21の主面電極214に導通する。導通部材42Bは、図3および図4に示すように、第2チップ22の一対の主面電極224の一方と、第7端子リード182の被覆部182Aとに接合されている。これにより、第7端子リード182は、第2チップ22の主面電極224に導通する。
絶縁部材60は、図3、図4および図9に示すように、2つの導通部材31,32に接する。絶縁部材60により、2つの導通部材31,32が互いに固定される。絶縁部材60は、封止樹脂50に覆われる。絶縁部材60は、たとえば封止樹脂50と同じ樹脂材料を含む。なお、絶縁部材60は、絶縁材料を含むものであれば、何ら限定されない。絶縁部材60の平面視形状は、何ら限定されないが、図示された例では矩形状である。絶縁部材60は、たとえば、平面視において、2つの導通部材31,32が近接する部分に形成されている。導通部材31の一部および導通部材32の一部は、厚さ方向zにおいて、絶縁部材60に挟まれている。絶縁部材60は、たとえば、平面視において、導通部材31の第1本体部311と導通部材32の第2本体部321とに跨って形成されている。本実施形態では、絶縁部材60は、図3および図9に示すように、第1連結部314、第2連結部315、第3連結部324および第4連結部325のいずれにも接していない。なお、絶縁部材60の形成範囲は、2つの導通部材31,32に跨っていれば、図示された大きさおよび形状に限定されない。
以上のように構成された半導体装置A10は、図17に示すように、第1チップ21の第1主面電極211と第2チップ22の第2裏面電極223とが、電気的に接続されている。したがって、半導体装置A10は、2つのトランジスタ(第1チップ21および第2チップ22)によるハーフブリッジ回路を構成する。
次に、半導体装置A10の製造方法の一例について、図18~図20を参照して説明する。図18および図19は、半導体装置A10の製造方法の一工程を示す平面図である。図20は、半導体装置A10の製造方法の一工程を示す断面図であって、図9の断面に対応する。
まず、図18に示すリードフレーム30を用意する。リードフレーム30は、枠部301と、複数の吊り部302と、2つの導通部材31,32とを含む。2つの導通部材31,32はそれぞれ、複数の吊り部302のうちのいくつかを介して、枠部301に支持されている。
次いで、図19に示すように、リードフレーム30に、絶縁部材60を形成する。絶縁部材60は、2つの導通部材31,に跨るように形成される。これにより、リードフレーム30の状態で、2つの導通部材31,32が絶縁部材60で固定される。絶縁部材60は、たとえばエポキシ樹脂を含み、この例において、絶縁部材60の形成は、たとえばモールド成形による。
次いで、2つの導通部材31,32を枠部301から切り離す。たとえば図19に示す切断線CLで切断する。これにより、絶縁部材60で固定された2つの導通部材31,32が形成される。
次いで、図20に示すように、2つの導通部材31,32を絶縁部材60で固定したまま、半導体回路部20(第1チップ21および第2チップ22)に接合する。なお、図20に示す工程の前に、第1搭載部10A、第2搭載部10Bおよび複数の端子リード13を含むリードフレームを用意しておき、第1搭載部10Aおよび第2搭載部10Bにそれぞれ、第1チップ21および第2チップ22を接合しておく。当該リードフレームの状態では、複数の端子リード13は互いに繋がる。2つの導通部材31,32を接合する際、導通部材31を、第1チップ21と第2搭載部10Bとに接合し、導通部材32を、第2チップ22と第1端子リード14とに接合する。
次いで、複数の導通部材41A,41B,42A,42Bをそれぞれ形成したのち、2つの導通部材31,32および絶縁部材60などを覆う封止樹脂50を形成する。その後、互いに繋がる複数の端子リード13をそれぞれ切り離す。以上の工程を経て、半導体装置A10が製造される。
第1実施形態にかかる半導体装置A10およびその製造方法の作用および効果は、次の通りである。
半導体装置A10は、2つの導通部材31,32に接する絶縁部材60を備える。2つの導通部材31,32は、絶縁部材60で固定される。このような構成では、半導体装置A10の製造過程において、2つの導通部材31,32を絶縁部材60で固定した上で、半導体回路部20(第1チップ21および第2チップ22)に接合することができる。したがって、2つの導通部材31,32を一括して配置することができるので、半導体装置A10は、生産効率を向上できる。
また、半導体装置A10では、2つの導通部材31,32は、絶縁部材60で固定された上で配置されるので、これらの相対的な位置関係のズレが抑制される。これにより、半導体装置A10は、2つの導通部材31,32が互いに接触することを抑制できる。さらに、相対的な位置関係のズレを抑制できるので、2つの導通部材31,32の距離を小さくすることができる。これにより、導通部材31に流れる電流と、導通部材32に流れる電流とによって生じる相互インダクタンスを増加させることができるので、半導体装置A10は、寄生インダクタンスの低減を図ることができる。また、上述の通り、2つの導通部材31,32の距離を小さくできるので、2つの導通部材31,32の各々をそれぞれ拡大化させることが可能となるので、2つの導通部材31,32における配線抵抗の低減および自己インダクタンスの低減を図ることが可能となる。これにより、半導体装置A10は、寄生インダクタンスの低減を図ることができる。
半導体装置A10では、導通部材31の第1接合部312は、第1接合層33により、第1主面電極211に接合される。導通部材31の第2接合部313は、第2接合層34により、第2搭載部10Bに接合される。また、導通部材32の第3接合部322は、第3接合層35により、第1端子リード14に接合される。導通部材32の第4接合部323は、第4接合層36により、第2主面電極221に接合される。第1接合層33、第2接合層34、第3接合層35および第4接合層36はそれぞれ、たとえばはんだである。この構成では、第1接合層33、第2接合層34、第3接合層35および第4接合層36で接合する際、これらをリフローにより加熱するため、2つの導通部材31,32が絶縁部材60で固定されていないと、2つの導通部材31,32の相対的な位置ずれが発生しやすい。したがって、第1接合層33、第2接合層34、第3接合層35および第4接合層36を加熱する必要がある構成において、2つの導通部材31,32を絶縁部材60で固定することは、2つの導通部材31,32の相対的な位置ずれを抑制する上で有効である。つまり、半導体装置A10の寄生インダクタンスを低減させる上で有効である。なお、半導体装置A10の寄生インダクタンスの低減により、第1チップ21および第2チップ22のスイッチング動作に伴うサージ電圧の発生が抑制できる。
半導体装置A10では、絶縁部材60は、2つの導通部材31,32が近接する部分に形成される。この構成では、2つの導通部材31,32が近接する部分において、絶縁物を配置させることができるので、2つの導通部材31,32の間の絶縁耐圧を確保できる。
半導体装置A10では、絶縁部材60は、封止樹脂50と同じ樹脂材料を含む。この構成によれば、2つの導通部材31,32の間の絶縁耐圧を、2つの導通部材31,32の間に封止樹脂50が配置される場合と同等にできる。また、絶縁部材60と封止樹脂50との線膨張係数の差が抑制できるため、これらの線膨張係数の差に起因する熱応力を抑制できる。
半導体装置A10では、絶縁部材60は、図3に示すように、平面視において、2つの導通部材31,32の全体におけるほぼ中央に配置される。半導体装置A10の製造過程において、たとえば図19での切断線CLでの切断後に、2つの導通部材31,32を絶縁部材60で固定した状態で搬送する。この時に、絶縁部材60を吸着して、2つの導通部材31,32を搬送しても、半導体装置A10では、2つの導通部材31,32が傾いた姿勢となることを抑制できる。また、絶縁部材60を吸着して搬送することで、2つの導通部材31,32に搬送用の部材が接触しないので、2つの導通部材31,32の変形も抑制できる。
半導体装置A10では、半導体回路部20は、第1チップ21および第2チップ22を備える。第1チップ21および第2チップ22は、封止樹脂50に覆われる。この構成によれば、半導体装置A10は、2つのチップ(第1チップ21および第2チップ22)が1つの封止樹脂50により1パッケージ化される。したがって、半導体装置A10は、当該半導体装置A10を実装する回路基板への実装面積を削減することが可能となる。
以下に、本開示の半導体装置の他の実施形態および変形例について、説明する。各実施形態および各変形例における各部の構成は、技術的な矛盾が生じない範囲において相互に組み合わせ可能である。
図21および図22は、第1実施形態の第1変形例にかかる半導体装置A11を示している。半導体装置A11は、半導体装置A10と比較して、次の点で異なる。それは、半導体装置A11の第1チップ21は、トランジスタではなくダイオードである。
半導体装置A11の第1チップ21は、第1主面電極211および第1裏面電極213を有する。半導体装置A11の第1チップ21は、図21に示すように、主面電極212,214を有していない。図22に示すように、半導体装置A11の第1チップ21は、ダイオードであって、第1主面電極211は、たとえばアノード電極であり、第1裏面電極213は、たとえばカソード電極である。
図21に示すように、半導体装置A11は、2つの導通部材41A,42Aのいずれも備えていない。この構成では、図21および図22に示すように、第4端子リード171および第5端子リード181はそれぞれ、第1チップ21および第2チップ22のいずれにも導通しない。したがって、半導体装置A11では、第4端子リード171および第5端子リード181はそれぞれ、ノンコネクト端子である。なお、図21に示す例では、半導体装置A11は、導通部材42Bを備えているが、この例とは異なる構成において、半導体装置A11は、導通部材42Bを備えていなくてもよい。
半導体装置A11は、図22に示すように、第1チップ21の第1主面電極211(アノード電極)と第2チップ22の第2裏面電極223(コレクタ電極)とが、電気的に接続されている。半導体装置A11では、第1端子リード14および第2端子リード15間に印加される電源電圧(直流電圧)に対して、高電圧側がダイオード、低電圧側がトランジスタとなる。半導体装置A11は、たとえば昇圧型のチョッパー回路として用いられる。
図23および図24は、第1実施形態の第2変形例にかかる半導体装置A12を示している。半導体装置A12は、半導体装置A10と比較して、次の点で異なる。それは、半導体装置A12の第2チップ22は、トランジスタではなくダイオードである。
半導体装置A12の第2チップ22は、第2主面電極221および第2裏面電極223 を有する。半導体装置A12の第2チップ22は、図23に示すように、主面電極222,224を有していない。図24に示すように、半導体装置A12の第2チップ22は、ダイオードであって、第2主面電極221は、たとえばアノード電極であり、第2裏面電極223は、たとえばカソード電極である。
図23に示すように、半導体装置A12は、2つの導通部材41B,42Bのいずれも備えていない。この構成では、図23および図24に示すように、第6端子リード172および第7端子リード182はそれぞれ、第1チップ21および第2チップ22のいずれにも導通しない。したがって、半導体装置A12では、第6端子リード172および第7端子リード182はそれぞれ、ノンコネクト端子である。なお、図23に示す例では、半導体装置A12は、導通部材42Aを備えているが、この例とは異なる構成において、半導体装置A12は、導通部材42Aを備えていなくてもよい。
半導体装置A12は、図24に示すように、第1チップ21の第1主面電極211(エミッタ電極)と第2チップ22の第2裏面電極223(カソード電極)とが、電気的に接続されている。半導体装置A12では、第1端子リード14および第2端子リード15間に印加される直流電圧に対して、高電圧側がトランジスタ、低電圧側がダイオードとなる。半導体装置A12は、たとえば降圧型のチョッパー回路として用いられる。
図25および図26は、第1実施形態の第3変形例にかかる半導体装置A13を示している。半導体装置A13は、半導体装置A10と比較して、次の点で異なる。それは、半導体装置A13の第1チップ21および第2チップ22の各々が、トランジスタではなくダイオードである。
半導体装置A13の第1チップ21は、第1主面電極211および第1裏面電極213を有する。半導体装置A13の第1チップ21は、図25に示すように、主面電極212,214を有していない。図26に示すように、半導体装置A13の第1チップ21は、ダイオードであって、第1主面電極211は、アノード電極であり、第1裏面電極213は、カソード電極である。また、半導体装置A13の第2チップ22は、第2主面電極221および第2裏面電極223を有する。半導体装置A13の第2チップ22は、図25に示すように、主面電極222,224を有していない。図26に示すように、半導体装置A13の第2チップ22は、ダイオードであって、第2主面電極221は、アノード電極であり、第2裏面電極223は、カソード電極である。
図25に示すように、半導体装置A13は、複数の導通部材41A,42A,41B,42Bのいずれも備えていない。この構成では、図24および図25に示すように、第4端子リード171、第5端子リード181、第6端子リード172および第7端子リード182はそれぞれ、第1チップ21および第2チップ22のいずれにも導通しない。したがって、半導体装置A13では、第4端子リード171、第5端子リード181、第6端子リード172および第7端子リード182はそれぞれ、ノンコネクト端子である。
半導体装置A13は、図26に示すように、第1チップ21の第1主面電極211(アノード電極)と第2チップ22の第2裏面電極223(カソード電極)とが、電気的に接続されている。半導体装置A13では、第1端子リード14および第2端子リード15間に印加される電源電圧(直流電圧)に対して、高電圧側および低電圧側の両方がダイオードである。半導体装置A13は、ダイオードのブリッジ回路である。
第1実施形態の各変形例にかかる半導体装置A11~A13は、半導体装置A10と同様に、2つの導通部材31,32は、絶縁部材60で固定される。したがって、各半導体装置A11~A13は、半導体装置A10と同様に、2つの導通部材31,32を一括して配置できるので、生産効率を向上できる。その他、各半導体装置A11~A13は、半導体装置A10と共通する構成により、半導体装置A10と同様の効果を奏する。たとえば、各半導体装置A11~A13は、2つの導通部材31,32が互いに接触することを抑制できる。また、各半導体装置A11~A13は、導通部材31に流れる電流と、導通部材32に流れる電流とによって生じる相互インダクタンスを増加させることができるので、寄生インダクタンスの低減を図ることができる。
上記半導体装置A10~A13から理解されるように、本開示の半導体装置は、第1チップ21と第2チップ22と組み合わせにより、4種類の電力変換回路(トランジスタによるブリッジ回路、昇圧型のチョッパー回路、降圧型のチョッパー回路、ダイオードによりブリッジ回路)を構成できる。一方で、各端子リード13および封止樹脂50などの構成は、各半導体装置A10~A13で共通する。したがって、本開示の半導体装置は、パッケージの外観が同じまま、4種類の電力変換回路のいずれかを構成することが可能である。また、本開示の半導体装置は、第1チップ21および第2チップ22の各々がトランジスタであるかダイオードであるかで異なっていても、各端子リード13および封止樹脂50の構成をそのまま活用できる。これにより、本開示の半導体装置は、先述の4種類の電力変換回路のいずれであっても、パッケージ構造を共通化することができるので、生産性の向上において、好ましい。
上記半導体装置A10~A13から理解されるように、本開示の半導体装置は、平面視において、第1チップ21の重心が第1搭載部10Aの中心部に重なるように配置されている。この構成は、導通部材31の共通化において好ましい。同様に、本開示の半導体装置は、平面視において、第2チップ22の重心が第2搭載部10Bの中心部に重なるように配置されている。この構成は、導通部材32の共通化において好ましい。
図27~図30は、第2実施形態にかかる半導体装置A20を示している。半導体装置A20は、半導体装置A10と比較して、次の点で異なる。第1に、複数の導通部材41A,42A,41B,42Bの各々が、ボンディングワイヤではなく、導電性の板状部材である。第2に、絶縁部材60の代わりに、第1絶縁部材61、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63を備える。なお、半導体装置A20では、第1チップ21および第2チップ22はそれぞれ、図30に示すように、MOSFETであるものとするが、半導体装置A10と同様に、IGBT(あるいはRC-IGBT)であってもよい。
複数の導通部材41A,42A,41B,42Bの各組成は、銅または銅合金を含む。この例と異なり、複数の導通部材41A,42A,41B,42Bの各組成は、他の金属材料を含んでいてもよい。導通部材41Aは、導電性接合材により、主面電極212(第1チップ21)と被覆部171A(第4端子リード171)とに接合される。導通部材42Aは、導電性接合材により、主面電極214(第1チップ21)と被覆部181A(第5端子リード181)とに接合される。導通部材41Bは、導電性接合材により、主面電極222(第2チップ22)と被覆部172A(第6端子リード172)とに接合される。導通部材42Bは、導電性接合材により、主面電極224(第2チップ22)と被覆部182A(第7端子リード182)とに接合される。
第1絶縁部材61、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63はそれぞれ、たとえば封止樹脂50と同じ樹脂材料を含む。この例と異なり、第1絶縁部材61、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63の各組成は、他の絶縁材料であってもよい。
第1絶縁部材61は、半導体装置A10の絶縁部材60と同様に、2つの導通部材31,32に跨って形成され、これらを固定する。
第2絶縁部材62は、2つの導通部材41A,42Aに接し、これらを固定する。導通部材41Aの一部と導通部材42Aの一部とは、厚さ方向zにおいて、第2絶縁部材62に覆われている。第2絶縁部材62の平面視形状は、何ら限定されないが、図示された例では矩形状である。
第3絶縁部材63は、2つの導通部材41B,42Bに接し、これらを固定する。導通部材41Bの一部と導通部材42Bの一部とは、厚さ方向zにおいて、第3絶縁部材63に覆われている。第3絶縁部材63の平面視形状は、何ら限定されないが、図示された例では矩形状である。
半導体装置A20において、導通部材31の第1接合部312は、図27および図28に示すように、2つの帯状部312aを含む。図27および図28に示すように、2つの帯状部312aは、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。2つの帯状部312aの各々は、第1方向xを長手方向とする。2つの帯状部312aは、平面視において、互いに平行(あるいは略平行)に配置される。この例とは異なり、第1接合部312は、2つの帯状部312aに分離していなくてもよい。
半導体装置A20において、導通部材32の第4接合部323は、図27および図28に示すように、2つの帯状部323aを含む。図27および図28に示すように、2つの帯状部323aは、第2方向yにおいて互いに離れて位置する。2つの帯状部323aの各々は、第1方向xを長手方向とする。2つの帯状部323aは、平面視において、互いに平行(あるいは略平行)に配置される。この例とは異なり、第4接合部323は、2つの帯状部323aに分離していなくてもよい。
半導体装置A20において、2つの導通部材41A,42Aとは、第2絶縁部材62で固定された上で、第1チップ21(主面電極212および主面電極214)と、被覆部171Aおよび被覆部181Aとに接合される。2つの導通部材41A,42Aは、同一のリードフレームから形成され、当該リードフレームの状態のときに、第2絶縁部材62で固定される。同様に、2つの導通部材41B,42Bとは、第3絶縁部材63で固定された上で、第2チップ22(主面電極222および主面電極224)と、被覆部172Aおよび被覆部182Aとに接合される。2つの導通部材41B,42Bは、同一のリードフレームから形成され、当該リードフレームの状態のときに、第3絶縁部材63で固定される。
半導体装置A20では、2つの導通部材31,32は、第1絶縁部材61で固定される。したがって、半導体装置A20は、2つの第1導通部材31,32を一括して配置できるので、半導体装置A20は、生産効率を向上できる。また、半導体装置A20は、半導体装置A10と同様に、2つの導通部材31,32の相対的な位置関係のズレを抑制できるので、これらが互いに接触することを抑制できる。また、半導体装置A20は、半導体装置A10と同様に、導通部材31に流れる電流と、導通部材32に流れる電流とによって生じる相互インダクタンスを増加させることができるので、半導体装置A20は、寄生インダクタンスの低減を図ることができる。その他、半導体装置A20は、半導体装置A10と共通する構成により、半導体装置A10と同様の効果を奏する。
半導体装置A20では、2つの導通部材41A,42Aが第2絶縁部材62で固定される。この構成では、半導体装置A20の製造過程において、2つの導通部材41A,42Aを第2絶縁部材62で固定した上で、半導体回路部20に接合することができる。したがって、2つの導通部材41A,42Aを一括して配置できるので、半導体装置A20は、生産効率を向上できる。また、2つの導通部材41A,42Aは、第2絶縁部材62で固定された上で配置されるので、これらの相対的な位置関係のズレが抑制される。これにより、半導体装置A20は、2つの導通部材41A,42Aが互いに接触することを抑制できる。
半導体装置A20では、2つの導通部材41B,42Bが第3絶縁部材63で固定される。この構成では、半導体装置A20の製造過程において、2つの導通部材41B,42Bを第3絶縁部材63で固定した上で、半導体回路部20に接合することができる。したがって、2つの導通部材41B,42Bを一括して配置できるので、半導体装置A20は、生産効率を向上できる。また、2つの導通部材41B,42Bは、第3絶縁部材63で固定された上で配置されるので、これらの相対的な位置関係のズレが抑制される。これにより、半導体装置A20は、2つの導通部材41B,42Bが互いに接触することを抑制できる。
上記第2実施形態においては、半導体装置A20は、第1絶縁部材61、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63を備えていた。この例と異なる構成において、半導体装置A20は、第1絶縁部材61、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63のうちの1つまたは2つを備える構成であってもよい。たとえば、半導体装置A20は、これらのうちの第2絶縁部材62のみを備える構成であってもよい。この場合、導通部材41Aが、特許請求の範囲に記載の「第1導通部材」の一例であり、導通部材42Aが、特許請求の範囲に記載の「第2導通部材」の一例となる。
図31は、第2実施形態の第1変形例にかかる半導体装置A21を示している。半導体装置A21は、半導体装置A11と同様に、第1チップ21がトランジスタではなくダイオードである。図31に示すように、半導体装置A21は、半導体装置A20と比較して、2つの導通部材41A,42Aのいずれも備えず、且つ、第2絶縁部材62を備えていない。
図32は、第2実施形態の第2変形例にかかる半導体装置A22を示している。半導体装置A22は、半導体装置A12と同様に、第2チップ22がトランジスタではなくダイオードである。図32に示すように、半導体装置A22は、半導体装置A20と比較して、2つの導通部材41B,42Bのいずれも備えず、且つ、第3絶縁部材63を備えていない。
図33は、第2実施形態の第3変形例にかかる半導体装置A23を示している。半導体装置A23は、半導体装置A13と同様に、第1チップ21および第2チップ22の各々がトランジスタではなくダイオードである。図33に示すように、半導体装置A23は、半導体装置A20と比較して、複数の導通部材41A,42A,41B,42Bのいずれも備えず、且つ、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63のいずれも備えていない。
第2実施形態の各変形例にかかる半導体装置A21~A23は、半導体装置A20と同様に、2つの導通部材31,32は、第1絶縁部材61で固定される。したがって、各半導体装置A21~A23は、半導体装置A20と同様に、2つの導通部材31,32を一括して配置できるので、生産効率を向上できる。その他、各半導体装置A21~A23は、半導体装置A20と共通する構成により、半導体装置A20と同様の効果を奏する。たとえば、各半導体装置A21~A23は、2つの導通部材31,32が互いに接触することを抑制できる。また、各半導体装置A21~A23は、導通部材31に流れる電流と、導通部材32に流れる電流とによって生じる相互インダクタンスを増加させることができるので、寄生インダクタンスの低減を図ることができる。
以下に、他の変形例にかかる半導体装置について、適宜図面を参照して、説明する。以下で説明する変形例は、特段の断りがない限り、第1実施形態および第2実施形態(これらの変形例を含む)で示した各半導体装置A10~A13,A20~A23のそれぞれに適用することができる。
第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A10~A13,A20~A23と異なる構成において、絶縁部材60(第1絶縁部材61)は、厚さ方向zにおいて、導通部材31および導通部材32を挟んでいなくてもよい。たとえば、図34は、半導体装置A10において、導通部材31および導通部材32の厚さ方向z下方に絶縁部材60が形成されていない場合の構成例を示している。また、たとえば、図35は、半導体装置A10において、導通部材31および導通部材32の厚さ方向z上方に絶縁部材60が形成されていない場合の構成例を示している。このような変形例においても、絶縁部材60(第1絶縁部材61)で2つの導通部材31,32を固定して、これらを一括配置できる。ただし、絶縁部材60(第1絶縁部材61)が、厚さ方向zにおいて、導通部材31および導通部材32をそれぞれ挟むように構成した方が、2つの導通部材31,32を強固に固定することができる。また、このような変形例は、絶縁部材60(第1絶縁部材61)だけでなく、第2絶縁部材62および第3絶縁部材63のそれぞれにおいても、適用されうる。
第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A10~A13,A20~A23と異なる構成において、絶縁部材60(第1絶縁部材61)は、第1連結部314、第2連結部315、第3連結部324および第4連結部325のいずれかに接していてもよい。たとえば、図36および図37は、半導体装置A10において、絶縁部材60が第2連結部315に接する場合の構成例を示している。このような変形例においても、絶縁部材60(第1絶縁部材61)で2つの導通部材31,32を固定して、これらを一括配置できる。さらに、本変形例では、絶縁部材60の形成範囲がより大きくなるため、絶縁部材60によって2つの導通部材31,32をより強固に固定できる。
第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A10~A13,A20~A23と異なる構成において、導通部材31のうち、絶縁部材60に覆われる部分に貫通孔が形成されていてもよい。同様に、導通部材32のうち、絶縁部材60に覆われる部分に貫通孔が形成されていてもよい。たとえば、図38は、半導体装置A10において、導通部材31に貫通孔319が形成され、且つ、導通部材32に貫通孔329が形成された場合の構成例を示している。貫通孔319は、導通部材31の第1本体部311のうち、絶縁部材60に覆われる部分に形成されている。貫通孔319は、第1本体部311を厚さ方向zに貫通する。貫通孔329は、導通部材32の第2本体部321のうち、絶縁部材60に覆われる部分に形成されている。貫通孔329は、第2本体部321を厚さ方向zに貫通する。各貫通孔319,329には、絶縁部材60が充填される。このような変形例においても、絶縁部材60で2つの導通部材31,32を固定して、これらを一括配置できる。さらに、本変形例においては、次のような効果が得られる。第1に、絶縁部材60の形成(モールド成形)時において、導通部材31の厚さ方向z上方から厚さ方向z下方に各貫通孔319,329を介して、樹脂材料が流動するので、絶縁部材60に空隙が発生することを抑制できる。第2に、貫通孔319,329内に形成された絶縁部材60によって、絶縁部材60が導通部材31および導通部材32から剥離することを抑制できる。
第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A10~A13,A20~A23と異なる構成において、導通部材31のうち、絶縁部材60に接する面の一部に凹凸が形成されていてもよい。同様に、導通部材32のうち、絶縁部材60に接する面の一部に凹凸が形成されていてもよい。たとえば、図39は、半導体装置A10において、導通部材31の第1本体部311の上面(厚さ方向z上方を向く面)および導通部材32の第2本体部321の上面(厚さ方向z上方を向く面)がそれぞれ、粗面である(微細な凹凸を有する)場合の構成例を示している。このような変形例においても、絶縁部材60で2つの導通部材31,32を固定して、これらを一括配置できる。さらに、本変形例においては、2つの導通部材31,32の凹凸によるアンカー効果によって、絶縁部材60が導通部材31および導通部材32から剥離することを抑制できる。なお、図示された例では、第1本体部311および第2本体部321の各上面が粗面である例を示しているが、各下面も粗面であってもよいし、絶縁部材60に接する領域のみ粗面であってもよい。
第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A10~A13,A20~A23と異なる構成において、絶縁部材60は、モールド成形された樹脂材料ではなく、たとえば絶縁性の粘着シートであってもよい。たとえば、図40および図41は、半導体装置A20において、絶縁部材60が絶縁性の粘着シートである場合の構成例を示している。図40および図41に示す半導体装置では、導通部材31、導通部材32、導通部材41A、導通部材42A、導通部材41Bおよび導通部材42Bの各上面が厚さ方向zにおいて同じ(あるいは略同じ)高さに配置される。これにより、絶縁部材60は、2つの導通部材31,32、および、複数の導通部材41A,42A,41B,42Bの各上面の一部に接しており、これらに付着している。このような変形例においても、絶縁部材60で2つの導通部材31,32を固定して、これらを一括配置できる。さらに、本変形例においては、絶縁部材60で、複数の導通部材41A,42A,41B,42Bも一括して配置できる。
第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A10~A13,A20~A23と異なる構成において、半導体回路部20は、複数の第1チップ21を備えていてもよい。このような変形例において、複数の第1チップ21は、すべてトランジスタまたはダイオードであってもよいし、トランジスタとダイオード(たとえばトランジスタに逆並列に接続される)とを含む構成であってもよい。同様に、半導体回路部20は、複数の第2チップ22を備えていてもよい。このような変形例において、複数の第2チップ22は、すべてトランジスタまたはダイオードであってもよいし、トランジスタとダイオード(たとえばトランジスタに逆並列に接続される)とを含む構成であってもよい。
本開示の半導体装置のパッケージ構造は、上記第1実施形態ないし第3実施形態(これらの変形例も含む)で例示したものに限定されない。たとえば、本開示の半導体装置は、他のTO(Transistor Outline)パッケージに対して、適用することも可能である。具体的には、第1実施形態および第2実施形態にかかる各半導体装置A10~A13,A20~A23は、TO-247と呼ばれるパッケージ構造を拡張したものであるが、TO-220、TO-252、TO263などと呼ばれる他のパッケージ構造を拡張したものでもよい。つまり、本開示の半導体装置は、従来のTOパッケージと類似の外観を持ったまま、複数の半導体素子(第1チップ21および第2チップ22)を1つの封止樹脂50によりパッケージすることを可能にする。
本開示にかかる半導体装置および半導体装置の製造方法は、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の半導体装置の各部の具体的な構成および本開示の半導体装置の製造方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。たとえば、本開示の半導体装置および半導体装置の製造方法は、以下の付記に関する実施形態を含む。
付記1.
半導体回路部と、
前記半導体回路部に導通する第1導通部材と、
前記半導体回路部に導通する第2導通部材と、
前記第1導通部材および前記第2導通部材に接する絶縁部材と、
前記半導体回路部と前記第1導通部材と前記第2導通部材と前記絶縁部材の一部とを覆う封止樹脂と、
を備え、
前記第1導通部材と前記第2導通部材とは、前記絶縁部材で固定される、半導体装置。
付記2.
前記半導体回路部は、第1チップおよび第2チップを含み、
前記第1導通部材は、前記第1チップに接合されており、
前記第2導通部材は、前記第2チップに接合されている、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記第1チップと前記第2チップとは、電気的に直列に接続されており、
前記半導体回路部は、ハーフブリッジ回路を構成する、付記2に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1チップを搭載する第1搭載部と、
前記第2チップを搭載する第2搭載部と、
前記第1搭載部および前記第2搭載部から離れる第1端子リードと、を備える、付記3に記載の半導体装置。
付記5.
前記第1チップは、前記封止樹脂の厚さ方向の一方を向く第1主面、前記厚さ方向の他方を向く第1裏面、前記第1主面に形成された第1主面電極、および、前記第1裏面に形成された第1裏面電極を有し、
前記第1裏面電極は、前記第1搭載部に対向して、且つ前記第1搭載部に導通し、
前記第2チップは、前記厚さ方向の前記一方を向く第2主面、前記厚さ方向の前記他方を向く第2裏面、前記第2主面に形成された第2主面電極、および、前記第2裏面に形成された第2裏面電極を有し、
前記第2裏面電極は、前記第2搭載部に対向して、且つ前記第2搭載部に導通する、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記第1導通部材は、前記第1主面電極と前記第2搭載部とを電気的に接続し、
前記第2導通部材は、前記第2主面電極と前記第1端子リードとを電気的に接続する、付記5に記載の半導体装置。
付記7.
前記第1搭載部は、前記第2搭載部に対して、前記厚さ方向に直交する第1方向の一方側に位置する、付記6に記載の半導体装置。
付記8.
前記第1搭載部から前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に延びる第2端子リードと、
前記第2搭載部から前記第2方向に延びる第3端子リードと、
をさらに備え、
前記第1端子リードと前記第2端子リードと前記第3端子リードとは、前記第1方向に配列される、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記第1端子リードは、前記第1方向において、前記第2端子リードと前記第3端子リードとの間に位置する、付記8に記載の半導体装置。
付記10.
第4端子リードと、
第5端子リードと、
前記第1チップと前記第4端子リードとを電気的に接続する第3導通部材と、
前記第1チップと前記第5端子リードとを電気的に接続する第4導通部材と、
をさらに備え、
前記第4端子リードおよび前記第5端子リードは、前記第2端子リードよりも前記第1方向の前記一方に位置し、且つ、互いに前記第1方向に隣り合う、付記9に記載の半導体装置。
付記11.
前記絶縁部材を第1絶縁部材として、第2絶縁部材をさらに備え、
前記第3導通部材および前記第4導通部材はそれぞれ、板状部材であり、
前記第2絶縁部材は、前記第3導通部材と前記第4導通部材とを固定する、付記10に記載の半導体装置。
付記12.
第6端子リードと、
第7端子リードと、
前記第2チップと前記第6端子リードとを電気的に接続する第5導通部材と、
前記第2チップと前記第7端子リードとを電気的に接続する第6導通部材と、
をさらに備え、
前記第6端子リードおよび前記第7端子リードは、前記第3端子リードよりも前記第1方向の他方に位置し、且つ互いに前記第1方向に隣り合う、付記10または付記11に記載の半導体装置。
付記13.
第3絶縁部材をさらに備え、
前記第5導通部材および前記第6導通部材はそれぞれ、板状部材であり、
前記第3絶縁部材は、前記第5導通部材と前記第6導通部材とを固定する、付記12に記載の半導体装置。
付記14.
前記第1チップは、トランジスタまたはダイオードのいずれかであり、
前記第2チップは、トランジスタまたはダイオードのいずれかである、付記2ないし付記13のいずれかに記載の半導体装置。
付記15.
前記絶縁部材は、前記封止樹脂の厚さ方向に見て、前記第1導通部材と前記第2導通部材とが近接する部分に形成されている、付記1ないし付記14のいずれかに記載の半導体装置。
付記16.
前記絶縁部材は、前記封止樹脂と同じ樹脂材料を含む、付記1ないし付記15のいずれかに記載の半導体装置。
付記17.
前記第1導通部材の一部および前記第2導通部材の一部は、厚さ方向において前記絶縁部材に挟まれている、付記1ないし付記16のいずれかに記載の半導体装置。
付記18.
第1導通部材と第2導通部材とを含むリードフレームを用意する工程と、
前記リードフレームの状態で、前記第1導通部材と前記第2導通部材とを絶縁部材で固定する工程と、
前記第1導通部材と前記第2導通部材とを前記絶縁部材で固定したまま、半導体回路部に接合する工程と、
前記第1導通部材、前記第2導通部材および前記半導体回路部を覆う封止樹脂を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
付記1.
半導体回路部と、
前記半導体回路部に導通する第1導通部材と、
前記半導体回路部に導通する第2導通部材と、
前記第1導通部材および前記第2導通部材に接する絶縁部材と、
前記半導体回路部と前記第1導通部材と前記第2導通部材と前記絶縁部材の一部とを覆う封止樹脂と、
を備え、
前記第1導通部材と前記第2導通部材とは、前記絶縁部材で固定される、半導体装置。
付記2.
前記半導体回路部は、第1チップおよび第2チップを含み、
前記第1導通部材は、前記第1チップに接合されており、
前記第2導通部材は、前記第2チップに接合されている、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記第1チップと前記第2チップとは、電気的に直列に接続されており、
前記半導体回路部は、ハーフブリッジ回路を構成する、付記2に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1チップを搭載する第1搭載部と、
前記第2チップを搭載する第2搭載部と、
前記第1搭載部および前記第2搭載部から離れる第1端子リードと、を備える、付記3に記載の半導体装置。
付記5.
前記第1チップは、前記封止樹脂の厚さ方向の一方を向く第1主面、前記厚さ方向の他方を向く第1裏面、前記第1主面に形成された第1主面電極、および、前記第1裏面に形成された第1裏面電極を有し、
前記第1裏面電極は、前記第1搭載部に対向して、且つ前記第1搭載部に導通し、
前記第2チップは、前記厚さ方向の前記一方を向く第2主面、前記厚さ方向の前記他方を向く第2裏面、前記第2主面に形成された第2主面電極、および、前記第2裏面に形成された第2裏面電極を有し、
前記第2裏面電極は、前記第2搭載部に対向して、且つ前記第2搭載部に導通する、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記第1導通部材は、前記第1主面電極と前記第2搭載部とを電気的に接続し、
前記第2導通部材は、前記第2主面電極と前記第1端子リードとを電気的に接続する、付記5に記載の半導体装置。
付記7.
前記第1搭載部は、前記第2搭載部に対して、前記厚さ方向に直交する第1方向の一方側に位置する、付記6に記載の半導体装置。
付記8.
前記第1搭載部から前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に延びる第2端子リードと、
前記第2搭載部から前記第2方向に延びる第3端子リードと、
をさらに備え、
前記第1端子リードと前記第2端子リードと前記第3端子リードとは、前記第1方向に配列される、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記第1端子リードは、前記第1方向において、前記第2端子リードと前記第3端子リードとの間に位置する、付記8に記載の半導体装置。
付記10.
第4端子リードと、
第5端子リードと、
前記第1チップと前記第4端子リードとを電気的に接続する第3導通部材と、
前記第1チップと前記第5端子リードとを電気的に接続する第4導通部材と、
をさらに備え、
前記第4端子リードおよび前記第5端子リードは、前記第2端子リードよりも前記第1方向の前記一方に位置し、且つ、互いに前記第1方向に隣り合う、付記9に記載の半導体装置。
付記11.
前記絶縁部材を第1絶縁部材として、第2絶縁部材をさらに備え、
前記第3導通部材および前記第4導通部材はそれぞれ、板状部材であり、
前記第2絶縁部材は、前記第3導通部材と前記第4導通部材とを固定する、付記10に記載の半導体装置。
付記12.
第6端子リードと、
第7端子リードと、
前記第2チップと前記第6端子リードとを電気的に接続する第5導通部材と、
前記第2チップと前記第7端子リードとを電気的に接続する第6導通部材と、
をさらに備え、
前記第6端子リードおよび前記第7端子リードは、前記第3端子リードよりも前記第1方向の他方に位置し、且つ互いに前記第1方向に隣り合う、付記10または付記11に記載の半導体装置。
付記13.
第3絶縁部材をさらに備え、
前記第5導通部材および前記第6導通部材はそれぞれ、板状部材であり、
前記第3絶縁部材は、前記第5導通部材と前記第6導通部材とを固定する、付記12に記載の半導体装置。
付記14.
前記第1チップは、トランジスタまたはダイオードのいずれかであり、
前記第2チップは、トランジスタまたはダイオードのいずれかである、付記2ないし付記13のいずれかに記載の半導体装置。
付記15.
前記絶縁部材は、前記封止樹脂の厚さ方向に見て、前記第1導通部材と前記第2導通部材とが近接する部分に形成されている、付記1ないし付記14のいずれかに記載の半導体装置。
付記16.
前記絶縁部材は、前記封止樹脂と同じ樹脂材料を含む、付記1ないし付記15のいずれかに記載の半導体装置。
付記17.
前記第1導通部材の一部および前記第2導通部材の一部は、厚さ方向において前記絶縁部材に挟まれている、付記1ないし付記16のいずれかに記載の半導体装置。
付記18.
第1導通部材と第2導通部材とを含むリードフレームを用意する工程と、
前記リードフレームの状態で、前記第1導通部材と前記第2導通部材とを絶縁部材で固定する工程と、
前記第1導通部材と前記第2導通部材とを前記絶縁部材で固定したまま、半導体回路部に接合する工程と、
前記第1導通部材、前記第2導通部材および前記半導体回路部を覆う封止樹脂を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
A10~A13,A20~A23:半導体装置
10A:第1搭載部 10B:第2搭載部
101:主面 102:裏面
103:第1座面 104:第1起立面
111:第1端面 112:第2端面
113:第3端面 114:第4端面
13:端子リード 14:第1端子リード
14A:被覆部 14B:露出部
14C:第2座面 14D:第2起立面
15:第2端子リード 15A:被覆部
15B:露出部 16:第3端子リード
16A:被覆部 16B:露出部
171:第4端子リード 171A:被覆部
171B:露出部 172:第6端子リード
172A:被覆部 172B:露出部
181:第5端子リード 181A:被覆部
181B:露出部 182:第7端子リード
182A:被覆部 182B:露出部
20:半導体回路部 21:第1チップ
21a:第1主面 21b:第1裏面
211:第1主面電極 212,214:主面電極
213:第1裏面電極 22:第2チップ
22a:第2主面 22b:第2裏面
221:第2主面電極 222,224:主面電極
223:第2裏面電極 231,232:ダイボンディング層
30:リードフレーム 301:枠部
302:吊り部 31:導通部材
311:第1本体部 311a,311b:区画部
312:第1接合部 312a:帯状部
313:第2接合部 314:第1連結部
315:第2連結部 319:貫通孔
32:導通部材 321:第2本体部
321a,321b,321c:区画部 322:第3接合部
323:第4接合部 323a:帯状部
324:第3連結部 325:第4連結部
329:貫通孔 33:第1接合層
34:第2接合層 35:第3接合層
36:第4接合層 41A,41B,42A,42B:導通部材
50:封止樹脂 51:樹脂主面
52:樹脂裏面 53:第1側面
54:第2側面 55:第3側面
56:凹部 57:溝部
581,582:凹部 60:絶縁部材
61:第1絶縁部材 62:第2絶縁部材
63:第3絶縁部材
10A:第1搭載部 10B:第2搭載部
101:主面 102:裏面
103:第1座面 104:第1起立面
111:第1端面 112:第2端面
113:第3端面 114:第4端面
13:端子リード 14:第1端子リード
14A:被覆部 14B:露出部
14C:第2座面 14D:第2起立面
15:第2端子リード 15A:被覆部
15B:露出部 16:第3端子リード
16A:被覆部 16B:露出部
171:第4端子リード 171A:被覆部
171B:露出部 172:第6端子リード
172A:被覆部 172B:露出部
181:第5端子リード 181A:被覆部
181B:露出部 182:第7端子リード
182A:被覆部 182B:露出部
20:半導体回路部 21:第1チップ
21a:第1主面 21b:第1裏面
211:第1主面電極 212,214:主面電極
213:第1裏面電極 22:第2チップ
22a:第2主面 22b:第2裏面
221:第2主面電極 222,224:主面電極
223:第2裏面電極 231,232:ダイボンディング層
30:リードフレーム 301:枠部
302:吊り部 31:導通部材
311:第1本体部 311a,311b:区画部
312:第1接合部 312a:帯状部
313:第2接合部 314:第1連結部
315:第2連結部 319:貫通孔
32:導通部材 321:第2本体部
321a,321b,321c:区画部 322:第3接合部
323:第4接合部 323a:帯状部
324:第3連結部 325:第4連結部
329:貫通孔 33:第1接合層
34:第2接合層 35:第3接合層
36:第4接合層 41A,41B,42A,42B:導通部材
50:封止樹脂 51:樹脂主面
52:樹脂裏面 53:第1側面
54:第2側面 55:第3側面
56:凹部 57:溝部
581,582:凹部 60:絶縁部材
61:第1絶縁部材 62:第2絶縁部材
63:第3絶縁部材
Claims (18)
- 半導体回路部と、
前記半導体回路部に導通する第1導通部材と、
前記半導体回路部に導通する第2導通部材と、
前記第1導通部材および前記第2導通部材に接する絶縁部材と、
前記半導体回路部と前記第1導通部材と前記第2導通部材と前記絶縁部材の一部とを覆う封止樹脂と、
を備え、
前記第1導通部材と前記第2導通部材とは、前記絶縁部材で固定される、半導体装置。 - 前記半導体回路部は、第1チップおよび第2チップを含み、
前記第1導通部材は、前記第1チップに接合されており、
前記第2導通部材は、前記第2チップに接合されている、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1チップと前記第2チップとは、電気的に直列に接続されており、
前記半導体回路部は、ハーフブリッジ回路を構成する、請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第1チップを搭載する第1搭載部と、
前記第2チップを搭載する第2搭載部と、
前記第1搭載部および前記第2搭載部から離れる第1端子リードと、を備える、請求項3に記載の半導体装置。 - 前記第1チップは、前記封止樹脂の厚さ方向の一方を向く第1主面、前記厚さ方向の他方を向く第1裏面、前記第1主面に形成された第1主面電極、および、前記第1裏面に形成された第1裏面電極を有し、
前記第1裏面電極は、前記第1搭載部に対向して、且つ前記第1搭載部に導通し、
前記第2チップは、前記厚さ方向の前記一方を向く第2主面、前記厚さ方向の前記他方を向く第2裏面、前記第2主面に形成された第2主面電極、および、前記第2裏面に形成された第2裏面電極を有し、
前記第2裏面電極は、前記第2搭載部に対向して、且つ前記第2搭載部に導通する、請求項4に記載の半導体装置。 - 前記第1導通部材は、前記第1主面電極と前記第2搭載部とを電気的に接続し、
前記第2導通部材は、前記第2主面電極と前記第1端子リードとを電気的に接続する、請求項5に記載の半導体装置。 - 前記第1搭載部は、前記第2搭載部に対して、前記厚さ方向に直交する第1方向の一方側に位置する、請求項6に記載の半導体装置。
- 前記第1搭載部から前記厚さ方向および前記第1方向に直交する第2方向に延びる第2端子リードと、
前記第2搭載部から前記第2方向に延びる第3端子リードと、
をさらに備え、
前記第1端子リードと前記第2端子リードと前記第3端子リードとは、前記第1方向に配列される、請求項7に記載の半導体装置。 - 前記第1端子リードは、前記第1方向において、前記第2端子リードと前記第3端子リードとの間に位置する、請求項8に記載の半導体装置。
- 第4端子リードと、
第5端子リードと、
前記第1チップと前記第4端子リードとを電気的に接続する第3導通部材と、
前記第1チップと前記第5端子リードとを電気的に接続する第4導通部材と、
をさらに備え、
前記第4端子リードおよび前記第5端子リードは、前記第2端子リードよりも前記第1方向の前記一方に位置し、且つ、互いに前記第1方向に隣り合う、請求項9に記載の半導体装置。 - 前記絶縁部材を第1絶縁部材として、第2絶縁部材をさらに備え、
前記第3導通部材および前記第4導通部材はそれぞれ、板状部材であり、
前記第2絶縁部材は、前記第3導通部材と前記第4導通部材とを固定する、請求項10に記載の半導体装置。 - 第6端子リードと、
第7端子リードと、
前記第2チップと前記第6端子リードとを電気的に接続する第5導通部材と、
前記第2チップと前記第7端子リードとを電気的に接続する第6導通部材と、
をさらに備え、
前記第6端子リードおよび前記第7端子リードは、前記第3端子リードよりも前記第1方向の他方に位置し、且つ互いに前記第1方向に隣り合う、請求項10または請求項11に記載の半導体装置。 - 第3絶縁部材をさらに備え、
前記第5導通部材および前記第6導通部材はそれぞれ、板状部材であり、
前記第3絶縁部材は、前記第5導通部材と前記第6導通部材とを固定する、請求項12に記載の半導体装置。 - 前記第1チップは、トランジスタまたはダイオードのいずれかであり、
前記第2チップは、トランジスタまたはダイオードのいずれかである、請求項2ないし請求項13のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記絶縁部材は、前記封止樹脂の厚さ方向に見て、前記第1導通部材と前記第2導通部材とが近接する部分に形成されている、請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記絶縁部材は、前記封止樹脂と同じ樹脂材料を含む、請求項1ないし請求項15のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第1導通部材の一部および前記第2導通部材の一部は、厚さ方向において前記絶縁部材に挟まれている、請求項1ないし請求項16のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 第1導通部材と第2導通部材とを含むリードフレームを用意する工程と、
前記リードフレームの状態で、前記第1導通部材と前記第2導通部材とを絶縁部材で固定する工程と、
前記第1導通部材と前記第2導通部材とを前記絶縁部材で固定したまま、半導体回路部に接合する工程と、
前記第1導通部材、前記第2導通部材および前記半導体回路部を覆う封止樹脂を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
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